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The extended discontinuous Galerkin method for incompressible two-phase flows with evaporation

Rieckmann, Matthias ; Smuda, Martin ; Stephan, Peter ; Kummer, Florian (2023)
The extended discontinuous Galerkin method for incompressible two-phase flows with evaporation.
doi: 10.2139/ssrn.4471968
Report, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

In this work, we present an extended Discontinuous Galerkin method for simulating transient, incompressible two-phase flows, which include heat transfer and thermally driven evaporation at the interface of single-component systems. The interface is represented by the zero-set of a level set function, while effects due to surface tension are treated by the Laplace-Beltrami formulation. This the present sharp interface model allows for a sub-grid accurate representation of the solution fields. By using compactly supported polynomial solutions, discontinuities at the interface can be sharply represented without employing additional reconstruction schemes. The approach is validated through well-known evaporation test cases. This includes two 1D test cases, known as Stefan and Sucking problem, a 2D film boiling and finally the 3D growth of a vapor bubble, known as Scriven test case.

Typ des Eintrags: Report
Erschienen: 2023
Autor(en): Rieckmann, Matthias ; Smuda, Martin ; Stephan, Peter ; Kummer, Florian
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: The extended discontinuous Galerkin method for incompressible two-phase flows with evaporation
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 2023
Ort: Amsterdam
Verlag: Elsevier
Buchtitel: The Extended Discontinuous Galerkin Method for Two-Phase Flows with Evaporation
Kollation: 25 Seiten
DOI: 10.2139/ssrn.4471968
Kurzbeschreibung (Abstract):

In this work, we present an extended Discontinuous Galerkin method for simulating transient, incompressible two-phase flows, which include heat transfer and thermally driven evaporation at the interface of single-component systems. The interface is represented by the zero-set of a level set function, while effects due to surface tension are treated by the Laplace-Beltrami formulation. This the present sharp interface model allows for a sub-grid accurate representation of the solution fields. By using compactly supported polynomial solutions, discontinuities at the interface can be sharply represented without employing additional reconstruction schemes. The approach is validated through well-known evaporation test cases. This includes two 1D test cases, known as Stefan and Sucking problem, a 2D film boiling and finally the 3D growth of a vapor bubble, known as Scriven test case.
Zusätzliche Informationen:

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Fachbereich(e)/-gebiet(e): DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio)
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich A: Generische Experimente
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich A: Generische Experimente > A01: Erzwungene Be- und Entnetzung komplexer Oberflächen - Leitkonfiguaration Eintauchkörper
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich B: Modellierung und Simulation
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich B: Modellierung und Simulation > B06: Verfahren höherer Ordnung für die direkte numerische Simulation von Be- und Entnetzungsproblemen auf Basis der Discontinuous Galerkin Methode
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich C: Neue und verbesserte Anwendungen
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich C: Neue und verbesserte Anwendungen > C02: Skalenübergreifende Experimente zum Sieden komplexer Fluide an komplexen Oberflächen
Hinterlegungsdatum: 07 Dez 2023 14:48
Letzte Änderung: 07 Dez 2023 14:48
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