abcd efbad d abcd d c ˘fb ˇd ˆd˙ad eˆd˙ad˝ ccwardle/presentations/contactorcfd_ans_… ·...
TRANSCRIPT
���������ABCD���������ABCDEEFBAD��FBAD��
�D�AB�CD���������D�AB�CD��������
�����D���C�����FB���D�������D���C�����FB���D��
�D�AD��D�AD�EE�D�AD�����C��C����D�AD�����C��C���
���������ABC� �B�D�BEBF���A�EA
D���E�C���E�������B����E���AE����E�E�EF�
�A�F������EF�C���FA�FA�
�����������AABC�D�EF��
�F����A�EF��
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** )
���AB������C�D�A��B����C��C��
����A�B���B���BC������C��A�B
� ��+�B�DFC ���
� � C��B�DFC ���
� �E,�A�����C�A�
� ��������ABC�D��AE�D�F
� ��CC��E-�
• ����E�C�.FF�/AE��
• � �C�A��AE�E�CE��
� ��FA��A��EB������E��
0 �F#�/AF������FCB! /
0 ������FC�����B��AB�EF�
� 1E����,�A��EF���..E�E����
� 1E�����AF ��/ �
� 2 E�+���A�! /3�� �!BF#�
0 �E��E���F����/AF.EC�
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** '
�F��������C�D�A��B����C��C���
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** 4
���C�D�A��B����C��C����D�AB�CD������D�� ���E��A�����F�
5/��"5��6 7###�F/��.F���F�8
� 5/��!�F A����FFC+E��! �FCC���EF��F.�CE�AAE����B��FC��A�
� D/�C��F.�#EB���AE����F.�/���E��
0 � C�E/���%�� A� C���%��F�E����F �BA�%�����
� 9FFB�/ACC�C�/�A.FA����
0 :)!4��E����.���A������F�/A�C���F���A�EC�D"�
0 ��C���BF#���F�;<��/FC���BAC���CC�3/AF����FA�7�E� ,��C ���A8
Free surface flow examples (water/air): ← flow in mixing zone
flow in the upper section of the rotor ↑flow in coupled mixing/separation zone model ↗
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** <
!"���E�"����#�C��E DBE�D� ���AB���D�D����D�AB�CD�����D��� ���E��A�����F��$ ���F �%
� 5�C��=CA��> BAF/C����A��A��FC��B�7;*��8
� ��� C�BAF/C����E-�%�;)<�?�
� ;<�?�������7@,%�;<(,���CC�A8
0 ��;�*×*(** ��CC�
0 @��;�*×*(!A���
0 DA�CE�E�%���@,�B%�@��B
25.0≈∆
∆=
x
tuCr
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** C
��D��CD�������D�AD�E�D�AD��D�D���
water is transparent blue
oil is red
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** A
&���ABCD�"�������B������&�����
� � C�A!� C�A!D5"�DF /C�B�� C�E/�����FB�C
� D5"�7E���A.����/� AE��3�A�+E��8��F��/� A��CE$ EB!EA�E���A.����B�.C EB3AF�FA�E���A��EF�
� DF�/�E�C��� C�E/�����FB�C�.FA� �A��FC��B���C���F.�CE$ EB!CE$ EB�BE�/�A�EF�
0 � �!�AEB��FB�C��.FA�BAF/C����A�+ /3�FC���������B����3�F���� ���A��.�A�← ����
� DF��E��EF���F���EC�C��E���,E��E����F���A�EC��FB����A��A�B�������� !"�C�����B#
� �AF/F��B�/AF�A���EF��F.�����FB���F����E�/C������B�E��5/��"5���D5"��FC��A
� � C�A!� C�A�#E���.E,�B�BE�/�A��B�/����BAF/C����E-���B���A���AE��E� BA���FB�C�7��E��
�BEC!DFCCE������C��)((C8
� �AF/C����E-��BE��AE� �EF���/� AE���� E���A.�EC�A�%�EB���E.E��EF��F.� �A��FC��B���C��
← �F�/C���B�.FA�)�/����%��,���BE����F�'
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** E
��C/� /A����A��F��AFC��E���A.����F�/A���EF��.FA�� C�E.C EB �FC��A
F���A.����/� AE���5��7C�.�%���C/�G*8�����5""�7AE���%���C/�G(8
ABCD�BAD�E' F���A�BD��������B�(��BB���D����D�AD�E�D�AD����BA�� ��G�*���
)���
'���
'���
<���
(�<
H#��A G�(
(�A<
�E���E���A.����F�/A���EF��F��7C�.�8%�=BAF/C���>.FA��E���BE��C��7�G(�)<����8���A��FC��C����C�����B�F��������/�E��
�A�E��
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** I
ABCD�BAD�E' F���A�BD��������B�(�����AB���D���
'���� CA��E,�A�#E����F�E�C���������A�7A�B8��B��EA�7�C �8�
��"JK�� C�E.C EB!D5"�#3�E���A.����/� AE���5��7��C/� E��.E�CB�#3��#E���E�����E��D�A�� ���C��)((*8�
LF91JK�� C�E.C EB!D5"�#3�E���A.����/� AE���5""�7��C/�G(8
Cerne et al. Journal of Computational Physics 171:776 (2001). See also Strubelj and Tiselj Int. J. Numer. Meth. Engng. ( 2010).
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** *(
�F��'�BD��CD������������D���C�B��A����C�������B�����B�����C������C�
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** **
���C��C����F��'�BD��CD�����D����B��C�D��B�)��D�C�����!�������"*�$�)!%
DF����FA��LJ�7D�LJ8�"�ECE��
� ���E���AE��!��C���F����FA�7DF�D�D!<8
� � C�E/������� A������� �E����LJ
� 1�!���A�7L�BC+� H</C �%�<((./��M�4��8
�C���AFB��
=A��F���A ���B>
/����.A��EF����
�/��↘E������C��
E������CD��
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** *)
���C��C����F��'�BD��CD�����D����B��C�D��B�)��D�C�����!�������"*�$�)!%
DF����FA��LJ�7D�LJ8�"�ECE��
� ���E���AE��!��C���F����FA�7DF�D�D!<8
� � C�E/������� A������� �E����LJ
� 1�!���A�7L�BC+� H</C �%�<((./��M�4��8
�C���AFB��
=A��F���A ���B>
/����.A��EF����
�/��↘E������C��
E������CD��
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** *'
���C��C����)!�$��)!%�F��DBDC*
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** *4
D�D���'���������C����D�D���+����,�B�A��$�D��B�E�"���%(,�E-���D���$./00�)12�.0��1%2�CD��E�������
� ���A��E���CE$ EB���E����#E���E��A��E���� ���A�F.�����%�CF#��� ��E����.FA�� A��B�����
� �����A��B���������/A��EF �C��.FA�DF�D!D)�7)E����AF�FA8�N�ABC�����C��)(*(O
� ���������AB�����CDEFAB�D��D����A�C������C�����EC�������FD�B���%���F CB�..�����..E�E����
� D A��B������A��P���BABQ �F�.E� A�EF��.AF���� .�� A�A�7DF�D8��
� � ���DF�D��F����FA��A��E�� ���.FA�D��H�/AF�������������LE��A�7DF�D!D<��B�!D*(8
4D CD ED DD
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** *<
4D CD ED DD
� ���A��E���CE$ EB���E����#E���E��A��E���� ���A�F.�����%�CF#��� ��E����.FA�� A��B�����
� �����A��B���������/A��EF �C��.FA�DF�D!D)�7)E����AF�FA8�N�ABC�����C��)(*(O
� ���������AB�����CDEFAB�D��D����A�C������C�����EC�������FD�B���%���F CB�..�����..E�E����
� D A��B������A��P���BABQ �F�.E� A�EF��.AF���� .�� A�A�7DF�D8��
� � ���DF�D��F����FA��A��E�� ���.FA�D��H�/AF�������������LE��A�7DF�D!D<��B�!D*(8
D�D���'���������C����D�D���+����,�B�A��$�D��B�E�"���%(,�E-���D���$./00�)12�.0��1%2�CD��E�������
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** *C
���AB�������A�CD�DC*���C�(��D�AD��,�D�"C�$��BA�������CD���3�044.%
4D CD ED DD
5 LPM 10 LPM 15 LPM
�V
ertic
al E
lectro
de A
rray �
< 1 >
< 8 >
� Aq. inlet
881122
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** *A
���AB�������A�CD�DC*���C�(��D�AD��,�D�"C�$��BA�������CD���3�0�5 .%
4D CD ED DD
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** *E
�D��AB���67E�B��C���������*�!�������"*���C�(�8E'���
� ��$ EA�B�B��E������/FAC��B��/�EC���A��� J��/FACK�;(�A<���7F��ACC�A���F.�;*�4�1-8
� �/�ECK�0 5 ��F.�/C��K��C���AFB���E-�%�A�C���,�A�C��
0 F��/C��K��FJ��$ F����<R�F.������C�BE����A�7<R�F.�CQ G�(�'Q G�A�C��8
� �//AF,E��������CF��EF��E����F#�� ��� A�������A��A�C�E����F��A�.�A�����
��� A������7�� F.�*((�.A���8
� �..����F.�E���A�C��E����+�B
� JF�F�A/�E� PA��F���A ��EF�Q ���B�F������E�E�E���DF�S ����9ABE����7�D98�����FB�N����)(()O
� L�� C��E������ACC��������AE�� J�E��#�� ��,/����B%�� ��.��B�E��C�F�������AE�
� �BBE�EF��F.�#E�BF#���F�����/C����F CB��E� CC����AE.����E��A�� C�
Wang, M. Meas. Sci. Technol. 13:101 (2002).
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** *I
�"�BB�����������F��'�BD��CD�����D����)!
�BB���BC��
� �C���AFB�������7/FE����F�B ��E�E���A�C�E����F�
�AF �B%� ��B�E���� CA�A��EF�8
� JE���A��FC �EF��E��CE�E�E���7�AB#A�8
� "���A�#E����LJ%�� �� ��F��A�B��C���AFB���A��
/AF�C���E�
� JF�F�A/��
� JE���A��FC �EF��7���/�A�/�����F/�E�E-�B8
� ����E�E����F��F�F�A/�E� A��F���A ��EF������FB�
0 ����!���B�A��F���A ��EF����AF ����FC �EF��F.�
E���A���/AF�C���
0 DAEF ��A��F���A ��EF��C�FAE������EC�C�
0 ����E�E����F�� ���A�F.�A��F���A ��EF��E��A�EF��
� 5/��!�F A���CE�AA��7��C� FA�F����8�.FA�
�F�F�A/�E� A��F���A ��EF���EC�C��7�EBFA�8�
���FB��������A�����CB����
� DF�/AE�F���F��$ E�C�������/FACC�! �B�
�/�ECC�!��A��B�D"��A�� C��
� �,/��B��.AF��D<�7CA����/����B�B�.FA��LJ8%�
�E� C�EF���7�F�.A8�.AF��D)
Time-average of ERT data for 4-
vane configuration
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** )(
�A����*�����1�C"�F�������
������$������$
� DF�/ ��EF�C
� �E� C�EF���F.��FC������,�A��EF���$ E/�����A�$ EA��B����B�
� C�E/�����F /CE����F���F ���.FA��F���A��FC��B�7�����.A���� A.���.CF#8�
�B� �A��FC��B�7�����CE$ EB�BE�/�A�EF�8���C��
� �,/�AE����C
%�D�C�D�&��'%�D�C�D�&��'
� ����CF/�����F.��F /C�B�� C�AE�!� C�AE�!D5" �FC��A�.FA���A���/�����E��
F��FE���� /�����F���� ���F /CE�����A��E�����CC�����7���ECE��8
� D�AE.���LJ�A�� C���.AF��4!���������B��+���LJ�B��.FA�F���A�������/��
� ����$ E�E�EF��71�!E��E��%��LJ8�.FA�CE$ EB!CE$ EB�������
� �,/�AE����C�.�ECE�������CE���B��F��$ EA��B��F.�� C�E/����
.CF#�E��CE$ EB!CE$ EB��F����FA�� �E����E��!�/��B�E��E��
�B��C���AE�C�A��E�������F�F�A/���7�LJ8�→�
�
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** )*
��9���B�������C�
� D���E�C���E�������B����E���AE����E�E�EF�
� D�BEBF���A�EA��B�LC/����F�AB
�F�B ��AEC�JF�F�A/����������
� &F���F��LE��F� �B��B� �B�JCEB��
�DF�D�F�B ��AE��
� TA������CBF���B�D� �+�1AAE�F�
�5/��D"�%���B���
� 1��A����CC�A
Government License Notice
The submitted manuscript has been created by UChicago Argonne, LLC, Operator of Argonne National Laboratory (“Argonne”). Argonne, a U.S. Department of Energy Office of Science laboratory,
is operated under Contract No. DE-AC02-06CH11357. The U.S. Government retains for itself, and
others acting on its behalf, a paid-up nonexclusive, irrevocable worldwide license in said article to reproduce, prepare derivative works, distribute copies to the public, and perform publicly and display
publicly, by or on behalf of the Government.
J�E��#FA+�#��� //FA��B��������U������/A������F.����A��%�5..E�� F.�� �C�A�
���A��%� �B�A�DF��A�����!�D()!(CD1**'<A�
����ABC��� � C�E!"C EB�"CF#�E���E$ EB!�E$ EB�DF����FA��� ���%�& ���'(%�)(** ))
Snapshot of 3-phase simulation showing
polyhedral mesh
!"��9�: