Abstract

Aquesta tesi utilitza un model de fibra a nivell de partícules per estudiar les suspensions de fibres en fluxos de fluids. En aquest model, cada fibra es representa com una cadena de segments cilíndrics connectats per articulacions esfèriques, que experimenten forces i torsions hidrodinàmiques. S'analitzen dos models de fibra, flexibles i rígids. El model es valida amb resultats teòrics i experimentals, captant diversos règims de deformació de les fibres. L'estudi també explora la dinàmica de les fibres en fluxos cel·lulars viscosos, posant l'accent en la influència de les condicions inicials i les propietats de les fibres en el seu comportament. Les simulacions investiguen la floculació de les fibres en fluxos turbulents, desvelant el paper de la desviació balística impulsada per la inèrcia de les fibres i els gradients de flux en la millora de la floculació. L'estudi posa de manifest la importància de la resolució del flux de fluid en l'anàlisi de la floculació de les fibres.

Key Points

• Flocculation of fibers occurs through inertial effects and flow gradients, enhancing understanding of fluid dynamics.
• The study models both flexible and rigid fibers, validated against theoretical and experimental results.
• Simulations reveal how initial conditions impact fiber behavior in various flow scenarios, especially turbulent flows.
• Understanding fiber dynamics in flows could improve practical applications like material processing and biotechnology.