Numerical models of multiphase flows with sticky particles

Tilstopping i flerfasesystemer på grunn av klebrige partikler representerer en betydelig utfordring for blant annet olje- og gassindustrien, hvor driftsineffektivitet og høye kostnader er vanlige på grunn av blokkeringer. Disse blokkeringene oppstår på grunn av komplekse interaksjoner mellom partikler, partiklenes kollisjoner med veggene, og det dynamiske samspillet mellom ulike faser, som kan resultere i dannelsen av avleiringer og til slutt systemblokkeringer. 

Beregningstilnærming til modellering

Forskningen integrerer eksperimentell og beregningsbasert modellering for å simulere tilstoppingsfenomener i flerfasesystemer, med fokus på oppførselen til klebrige partikler. Ved å bruke CFD-DEM-tilnærmingen undersøkes ulike faser, fra innledende partikkelbevegelse til utviklingen av fullskala blokkeringer. CFD-DEM-metoden gir detaljert sporing av partiklene og deres interaksjoner, noe som bidrar til en bedre forståelse av dynamikken i tilstopping. 

Integrering av maskinlæring

Et av de mest spennende aspektene ved denne forskningen er anvendelsen av maskinlæringsteknikker for å forutsi blokkeringer. Ved å bruke en random forest klassifiseringsmodell ble både eksperimentell data og simuleringsdata analysert for å forutsi potensielle blokkeringer. Resultatet er et strømningsregimekart med blokkeringsgrenser predikert av maskinlæringsmodellen, noe som demonstrerer det lovende anvendingspotensialet til maskinlæringsmetoder i fagfeltet. 

Samarbeid og veiledning

Nazerke Saparbayeva er forskningsstipendiat ved Institutt for maskinteknikk og maritim studier. Høgskulen på Vestlandet. Professor Boris V. Balakin har vært hovedveileder. 

Prøveforelesing

3. juni kl. 10.15, rom M005, K2, Campus Bergen.

Tema for prøveforelesning: Eulerian models for multiphase flows : concepts, limitations, advantages and modern development

Disputas

3. juni kl. 13.15, rom M005, K2, Campus Bergen.

Disputasleder

Stig Erik Jakobsen, prodekan for forskning ved Fakultet for teknologi, miljø- og samfunnsvitskap 

Bedømmelseskomité

• Chief scientist Jan Einar Gravdal, NORCE
• Professor Bodhisattwa Chaudhuri, University of Connecticut, USA
• Professor Oana Silvia Serea, HVL

Veiledere

• Boris Balakin (hovedveileder),
• Sergey Alayev (NORCE)
• Pawel Kosinski (UiB)
• Talal Rahman