Teoría cinética de fluidos granulares forzados

Abstract

Se estudia la Reología de una suspensión diluída gas-sólido de partículas idénticas en régimen de flujo tangencial uniforme estacionario. El punto de partida para el estudio está basado en un reciente modelo de suspensiones, donde la influencia del medio intersticial está dado a través de las fuerzas externas no conservativas como las anteriormente mencionadas. Las propiedades de transporte no-Newtonianas se han obtenido a través de tres rutas distintas pero complementarias: dos de ellas teóricas (método de Grad y modelo cinético tipo BGK adaptado a las suspensiones) y una computacional (DSMC). La principal novedad en la solución de Grad es que el correspondiente momento colisional asociado a la transferencia de cantidad de movimiento ha sido obtenido reteniendo todos los términos no lineales en el tensor de presión. Ello permite obtener una segunda función viscométrica no nula, lo cual es consistente con los datos de simulación. Además, los resultados para el cuarto cumulante y la función de distribución de velocidad muestran un buen acuerdo con las simulaciones llevadas a cabo.

The Rheology of a dilute gas-solid suspension of identical particles in a stationary uniform tangential flow regime is studied. The starting point for the study is based on a recent model of suspensions, where the influence of the interstitial medium is given by non-conservative external forces as mentioned above. The non-Newtonian transport properties have been obtained through three different but complementary routes: two of them theoretical (Grad's method and BGK-type kinetic model adapted to suspensions) and one computational (DSMC). The main novelty in the Grad solution is that the corresponding collisional momentum associated with the transfer of the quantity of motion has been obtained by retaining all the non-linear terms in the pressure tensor. This allows a second non-zero viscometric function to be obtained, which is consistent with the simulation data. Furthermore, the results for the fourth cumulant and the velocity distribution function show good agreement with the simulations carried out.