Lattice‐Boltzmann simulation of sago (Metroxylon sagu) starch solutions in porous media

Abstract

From rheological experiments in gelatinized sago starch solution already reported in the literature and a Lattice-Boltzmann simulation, we provide some insight into the understanding of the non-Newtonian fluid dynamics of sago-starch-type solutions in porous media. In this paper, permeability and wall shear stress in arbitrarily generated and randomly generated porous media are predicted in the range of the modified Darcy's law. Additional results on flow paths, velocity, shear-stress tensor, and pressure fields are provided. We prove that our LBE model for sago starch solutions reproduces Blake-Kozeny and Ergun laws. The model presented in this paper is intended to be used for simulating packed beds.A partir d'expériences rhéologiques dans des solutions d'amidon de sagou gélatinisé publiées antérieurement dans la littérature scientifique, ainsi qu'une simulation de type réseau de Boltzmann, nous apportons de nouveauxéléments pour comprendre la dynamique des fluides non newtoniens des solutions du type amidon de sagou en milieu poreux. Dans cet article, la perméabilité et la contrainte de cisaillement en milieu poreux produit arbitrairement et aléatoirement sont prédites dans la gamme de la loi de Darcy modifiée. Des résultats additionnels sur les trajectoires d'écoulement, la vitesse, le tenseur de contrainte de cisaillement et les champs de pression sont fournis. Nous prouvons que le modèle LBE pour des solutions d'amidon de sagou reproduit les lois de Blake-Kozeny et Ergun. Le modèle présenté dans cet article est destinéà la simulation des lits garnis.

Simulation of Flamboyant Gums (Power Fluid) with the Lattice Boltzmann Method

“…The macroscopic variables can be calculated in a direct way from the values of the distribution function as υ τ = − . One of the contributions of the method presented in this work involves a modification of the LBGK presented by Aharonov and Rothman [17], N. Rakotomalala [18], E. Boek [16], and S. P. Sullivan [19], for non-Newtonian fluids (Ostwald-de-Waele), which consists in proposing the relaxation time τ contained in Equation 7, as a function of the apparent viscosity which, in turn, involves the rheological parameters n y k so that [20] ( )…”