Particle collision modeling – a review
w ciągu ostatnich 100 lat opracowano modele zderzeń cząstek dla szeregu inercji cząstek i warunków przepływu cieczy nośnej. Modele kolizji perykinetycznych i ortokinetycznych dla prostych, laminarnych przepływów ścinających, jak również kolizji związanych z sedymentacją różnicową są dobrze udokumentowane. Modele zderzeń opracowane dla warunków przepływu turbulentnego są odgraniczone z jednej strony z modelem Saffmana i Turnera (1956) związanym z cząstkami wykazującymi zerową bezwładność, a z drugiej strony z modelem Abrahamsona (1975) dla prędkości cząstek, które są całkowicie powiązane z prędkościami płynu nośnego. Podjęto różne próby opracowania uniwersalnych modeli zderzeń, które obejmują cały zakres inercji w turbulentnym polu przepływu. Powszechnie przyjmuje się, że modele oparte na cylindrycznym, a nie sferycznym formularzu są błędne. Ponadto częstotliwość zderzeń cząstek wykazujących identyczne inercje nie jest nieistotna. Cząstki wykazujące czasy relaksacji zbliżone do skali czasu Kołmogorowa przepływu turbulentnego podlegają preferencyjnemu stężeniu, które może zwiększyć częstotliwość zderzeń nawet o dwa rzędy wielkości. W ostatnich latach preferowano bezpośrednią symulację numeryczną (DNS) zderzających się cząstek w turbulentnym polu przepływu jako sposób zabezpieczenia danych o zderzeniach, na których oparte są modele zderzeń. Podstawową zaletą obróbki numerycznej jest lepsza kontrola nad przepływem i zmiennymi cząstek, a także dokładniejsze statystyki kolizji. Jednak obróbka numeryczna stawia poważne ograniczenie wielkości przepływu turbulentnego liczby Reynoldsa. Przyszły rozwój bardziej wszechstronnych i dokładnych modeli kolizji najprawdopodobniej dotrzyma kroku wzrostowi zasobów obliczeniowych.
