Abstract: F. Dabbagh, S. Pirker, T. Lichtenegger, S. Schneiderbauer (2021)

In this paper we shortly investigate the similarity between states for different fluidized bed regimes, which is an essential requirement for the application of recurrence computational fluid dynamics (rCFD) [Lichtenegger and Pirker, Chem. Eng. Sci. 153, 394 (2016)CESCAC0009-250910.1016/j.ces.2016.07.036]. Therefore, bubbling and turbulent fluidization regimes are outlined in the frame of different variable-based recurrence/distance norms (rNorm/dNorm). This last is typically used to quantify the degree of flow similarity within the observation time span. The recurrence plots or the so-called recurrence/distance matrices are accordingly constructed upon the rNorm/dNorm values and show no recurrence tendency for the full-resolved turbulent fluidization regimes. It is reported thereabouts that the high fluctuated nature of turbulent fluidization (interphase small scales) absentees the periodicity, and a disclosing procedure for the superstructure (large-scale) dynamics is vitally needed. To that end, a spatial filtering with the idea of the domain decomposition (recurrence island) has been applied to reveal a proper posterior indicator of turbulent fluidization recurrence. The filtering approach handles in increasing the recurrence prominence without changing the system behavior and makes the recurrence more visible. From other perspectives, a turbulence modeling using the coarse-grained approximate deconvolution model-two-fluid model (ADM-TFM) is employed for the turbulent fluidization case. Following its recurrence investigations, the resultant prominence offered by ADM-TFM is in a very comparable aspect to the same grid spatial filtering.

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Disclosing recurrence properties in fluidized beds