​

 

IMFTF Keynote Meeting (11) Schedule

Date & Time: Fri, 7 Oct. 2022, 19:00

 

Chair:                       

      Professor Kun Luo

      Zhejiang University 

 

Programme:

      Opening

      (19:00  –  19:05  Beijing  Time)

      Opening Address

      Professor     Ruhong Zhou

      Zhejiang University

      (19:05  –  19:10  Beijing  Time)

 

Keynote Speech-1

      (19:10  –  19:50  Beijing  Time)

Assistant Professor Changxiao Shao

Harbin Institute of Technology, Shenzhen

 

      Q&A                                              

      (19:50 – 20:05 Beijing Time)

 

Keynote Speech-2

      (20:05 – 20:45 Beijing Time)

Associate Professor Yue (Stanley) Ling

University of South Carolina

 

      Q&A

       (20:45  –  21:00  Beijing  Time)

 

      Discussions, closing

       (21:00  –  21:10  Beijing  Time)

 

      TBD

 

Platform:  Zoom

https://us02web.zoom.us/j/89879605088?pwd=a3RXQ0JrL1N4RkU3NzB4RWdWZjBaZz09

 

Meeting ID:  898 7960 5088

Passcode:  1007

 

Organizer

  International Multiphase Flow Technology Forum

Shanghai Institute For Advanced Study, Zhejiang University  

China University of Petroleum-Beijing

  Chinese Society of Particuology

 

 

View Live

视频号

b站

 

Keynote Speech-1

Atomization and evaporation simulations: high-fidelity interface capturing method and applications

Changxiao Shao

Assistant Professor

Harbin Institute of Technology, Shenzhen, China

 

Atomization and evaporation processes have extensively existed in a variety of scientific and engineering applications, such as, rain formation, spray cooling, and spray combustion in propulsion devices. In spray combustion, atomization and evaporation processes govern the resultant liquid droplet characteristics, which strongly affect the combustion efficiency and pollutant emissions. However, atomization and evaporation are very complex processes that involve convoluted interfaces as well as the breakup and coalescence of liquid masses, and mass and heat transfers at the interfaces. Deep insights into the atomization and evaporation put a great challenge to the measuring techniques due to the harsh condition within the apparatus. With the developments of computational algorithm and computer capacity, detailed numerical simulation of the atomization and evaporation processes has been a promising tool to explore the underlying physics. In this presentation, recent progress in developing high-fidelity interface capturing method with evaporation will be summarized. Examples of application such as swirling atomization and droplet-laden turbulent flows will be highlighted.

 

Speaker Information

Education：

PhD, College of Energy Engineering, Zhejiang University, China, 2012/09 ~ 2017/06

Bachelor, School of Power and Mechanical Engineering, Wuhan University, China, 2008/09 ~ 2012/06

 

Awards：

1. Outstanding paper award of Chen Xuejun young scholars in multiphase annual meeting, Chinese Society of Engineering Thermophysics, China.

2. Overseas High-Caliber Personnel award in Shenzhen, China.

 

Work Experience:

Assistant Prof, Center for Turbulence Control, Harbin Institute of Technology at Shenzhen, China, 2021/03 ~ now

Postdoc, Center for Turbulence Research, Stanford University, US, 2018/12 ~ 2021.01

Postdoc, College of Energy Engineering, Zhejiang University, China, 2017/06 ~ 2018/12

 

Selected Publications:

1. Changxiao Shao, Tai Jin, Kun Luo, The interaction between droplet evaporation and turbulence with interface-resolved direct numerical simulation, Physics of Fluids, 2022, 34, 072102

2. Changxiao Shao, Kazuki Maeda, Matthias Ihme, Analysis of core-noise contributions in a realistic gas-turbine combustor operated near lean blow-out, Proceedings of the Combustion Institute, 2021, 38: 6203-6211

3. Kun Luo, Changxiao Shao, Min Chai, Jianren Fan, Level set method for atomization and evaporation simulations, Progress in Energy and Combustion Science, 2019, 73: 65-94

4. Changxiao Shao, Kun Luo, Min Chai, Haiou Wang, Jianren Fan, A computational framework for interface-resolved DNS of simultaneous atomization, evaporation and combustion, Journal of Computational Physics, 2018, 371: 751-778

5. Changxiao Shao, Kun Luo, Yue Yang, Jianren Fan, Direct numerical simulation of droplet breakup in homogeneous isotropic turbulence: the effect of the Weber number, International Journal of Multiphase Flow, 2018, 107: 263-274

6. Changxiao Shao, Kun Luo, Yue Yang, Jianren Fan, Detailed numerical simulation of swirling primary atomization using a mass conserving level set method, International Journal of Multiphase Flow, 2017, 89: 57-68

7. Changxiao Shao, Kun Luo, Jianren Fan, Detailed numerical simulation of unsteady drag coefficient of deformable droplet, Chemical Engineering Journal, 2017, 308: 619-631

 

Email:

shaochangxiao@hit.edu.cn

Website:

http://faculty.hitsz.edu.cn/shaochangxiao

 

Keynote Speech-2

High-fidelity simulation of airblast atomization of a planar liquid jet assisted by a co-flowing

turbulent gas stream

Yue (Stanley) Ling

Associate Professor

University of South Carolina, USA

 

Sprays are commonly seen in a wide variety of applications, such as liquid fuel injection in jet engines. A comprehensive understanding of spray formation and a capability to predict spray characteristics, such as droplet size distribution, are crucial to improving spray system performance. In this talk, direct numerical simulation of a simple atomization configuration, i.e., airblast atomization of a planar liquid jet, is employed to depict the rich physics involved in spray formation. While the two parallel gas and liquid streams meet at the nozzle exit, the velocity difference between the two triggers a shear longitudinal instability. Depending on the operating and geometric conditions, the longitudinal instability can be convective and absolute. In the absolute instability regime, the most-unstable mode determines the frequency and wavelength of the longitudinal waves formed on the jet interface. Furthermore, the vertical interfacial motion induced by the longitudinal shear instability triggers the transverse Rayleigh-Taylor (RT) instability. As a result, as the longitudinal wave grows spatially, transverse modulations arise, turning the interfacial wave from quasi-2D to fully 3D. While turbulent fluctuations are present in the gas inlet, the dominant frequency, and the spatial growth rate both increase with the inlet gas turbulence intensity. A turbulent viscosity model is incorporated in the linear stability analysis to investigate the effect of inlet gas turbulence intensity on the most unstable mode. Since the transverse instability is closely connected to the longitudinal counterpart, the dominant transverse wavenumber also increases with the inlet gas turbulence intensity. An estimate of the dominant transverse wavenumber is made based on the RT theory, which agree well with simulation results. The liquid sheets will eventually rupture into small filaments and droplets, which are in turn dispersed by the turbulent gas. The statistics of the droplets and two-phase turbulence are measured to fully characterize the sprays formed. Verification and validation studies are made to confirm the present DNS indeed fully resolved the two-phase turbulence.

 

Speaker Information

Education：

Beihang University, Beijing China, B.S. 2004

University of Florida, Gainesville, FL, USA, Ph.D. 2010

 

Awards：

1.Best Video Presentation Award in ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting (FEDSM), Virtual Conference, 2021

2.NSF CAREER Award, 2020

3.Most Quantitatively Descriptive Flow Visualization Award in the 3rd Flow Visualization Showcase in AIAA Aviation Forum 2019, Dallas, Texas, USA, 2019

 

Work Experience：

2022-present: Associate Professor, Department of Mechanical Engineering, University of South Carolina, Columbia, SC, USA

2017-2022: Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Baylor University, Waco, TX, USA

2013-2017: Postdoc researcher, Institute Jean Le Rond d’Alembert, Sorbonne University, Paris, France

2011-2013: Postdoc researcher, Department of Mechanical & Aerospace Engineering, University of Florida, Gainesville, FL, USA

Selected Publications

1.B. Zhang, B. Boyd, Y. Ling, “Direct numerical simulation of compressible interfacial multiphase flows using a mass-momentum-energy consistent volume-of-fluid method”, Computers and Fluids, 236, 105267 (2022).

2.J. Sakakeeny, C. Deshpande, S. Deb, J. L. Alvarado, Y. Ling, “A model to predict the oscillation frequency for drops pinned on a vertical planar surface”, Journal of Fluid Mechanics, 928, A28 (2021).

3.D. Jiang and Y. Ling, “Impact of inlet gas turbulence on the formation, development, and breakup of interfacial waves in a two-phase mixing layer”, Journal of Fluid Mechanics, 921, A15 (2021).

4.B. Zhang, S. Popinet, Y. Ling, “Modeling and detailed numerical simulation of the pri- mary breakup of a gasoline surrogate jet under non-evaporative operating conditions”, International Journal of Multiphase Flow 130, 103362 (2020).

5.Y. Ling, D. Fuster, G. Tryggvason, and S. Zaleski, “A two-phase mixing layer between parallel gas and liquid streams: multiphase turbulence statistics and influence of interfacial instability”, Journal of Fluid Mechanics 859, 268–307 (2019).

 

Email:

Stanley_ling@sc.edu

Website:

https://lingstanley.wixsite.com/research