Modelado de colisión de partículas – Una revisión
En los últimos 100 años se han desarrollado modelos de colisión de partículas para una gama de inercias de partículas y condiciones de flujo de fluido portador. Los modelos para colisiones periquinéticas y ortoquinéticas para flujos de cizallamiento laminar simples, así como colisiones asociadas con la sedimentación diferencial, están bien documentados. Los modelos de colisión desarrollados para condiciones de flujo turbulento están demarcados por un lado con el modelo de Saffman y Turner (1956) asociado con partículas que exhiben inercia cero y por el otro lado con el modelo de Abrahamson (1975) para velocidades de partículas que están completamente correlacionadas con las velocidades del fluido portador. Se han realizado varios intentos para desarrollar modelos de colisión universales que abarquen toda la gama de inercias en un campo de flujo turbulento. Es un hecho bien aceptado que los modelos basados en una formulación cilíndrica en lugar de una formulación esférica son erróneos. Además, la frecuencia de colisión de partículas que exhiben inercias idénticas no es despreciable. Las partículas que exhiben tiempos de relajación cercanos a la escala de tiempo de Kolmogorov del flujo turbulento están sujetas a una concentración preferencial que podría aumentar la frecuencia de colisión hasta en dos órdenes de magnitud. En los últimos años, se ha preferido la simulación numérica directa (DNS) de partículas en colisión en un campo de flujo turbulento como medio para asegurar los datos de colisión en los que se basan los modelos de colisión. La principal ventaja del tratamiento numérico es un mejor control de las variables de flujo y partículas, así como estadísticas de colisión más precisas. Sin embargo, un tratamiento numérico pone una restricción severa en la magnitud del flujo turbulento número de Reynolds. El desarrollo futuro de modelos de colisión más completos y precisos probablemente seguirá el ritmo del crecimiento de los recursos computacionales.
