Opis projektu
Modelowanie wymiany ciepła i masy przez granicę faz płynów
Finansowany ze środków UE projekt TRUFLOW ma na celu opracowanie narzędzi do przewidywania, zrozumienia i kontrolowania wymiany ciepła i masy przez podlegającą fluktuacjom granicę faz w płynach. Projekt umożliwi naukowcom zbadanie zjawisk, w których zjawiska zachodzące w skali cząsteczkowej mogą kontrolować zachowanie płynów w makroskali. Korzystając z najnowszych metod badania granicy faz i metod skalowania podsieci, zespół projektu TRUFLOW zbada szereg procesów krytycznych związanych z przenoszeniem ciepła i masy. Obejmują one usprawnione procesy wychwytywania dwutlenku węgla w przemyśle (takie jak absorber gazów z wirującym wypełnieniem), metalurgię wodorową, przenoszenie ciepła i masy w wodorowych ogniwach paliwowych, symulacje wrzenia i kawitacji oraz przenoszenie CO2 przez falującą powierzchnię oceanu. Zastosowane w projekcie najnowocześniejsze techniki pozwolą symulować wymianę ciepła i masy w wielu skalach.
Cel
The prediction of heat and mass transfer across fluctuating fluid interfaces is a considerable challenge. It is however not only an ubiquitous part of industrial processes, but also a critical component of the global climate system through ocean-atmosphere interactions. Sustainable development and greenhouse gas emission containment will require an overhaul of already knowledge-intensive processes. TRUFLOW thus aims at enabling the quantitative prediction of the heat and mass transfer in fluid flow using simulation, high performance computation and multiphysics, multiscale methods. Using presently available, cutting edge interface tracking and subgrid scale methods TRUFLOW will investigate a range of critical processes, allowing for example industry to plan for improved carbon capture processes such as rotating packed beds, new processes such as hydrogen-based metallurgy to replace carbon based metallurgy, heat and mass transfer in hydrogen fuel cells, boiling and cavitation simulation and CO2 transfer across the wavy ocean surface. The key limiting factor in the success of simulation in this domain is the considerable range of scales expected, with slowly diffusing chemicals creating boundary layers that are orders of magnitude smaller than the typical fluid structures, bubbles or droplets. Critical heat fluxes in boiling and interface motion at the microscale are determined by contact line motion, which involves tiny molecular scales. TRUFLOW will bridge these various extreme length scale gaps using state of the art methods. It will result in direct high performance simulations of heat and mass transfer, coupled simulation and analysis of existing experimental data, an analysis of the performance of reduced models of flows with tiny scale transfers, and a systematic use of these models in industrial or natural configurations.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
75006 Paris
Francja