Simulazione e analisi di stabilità del flusso in un T-mixer a sezione circolare

I mixers sono strumenti ampiamente utilizzati il cui campo di applicazione spazia tra innumerevoli contesti. In fluidodinamica, specialmente in microfluidodinamica, è necessario che due fluidi in entrata da due canali diversi vengano mescolati per produrre un’unica soluzione che in uscita presenti le giuste proprietà dettate dalla casistica. Lo scopo di questa tesi è di analizzare un mixer fluidodinamico con forma a T e sezione circolare costante. Inizialmente è stata effettuata una classificazione dei vari regimi di flusso al variare del numero di Reynolds mediante il software agli elementi finiti spettrali Nek5000. Successivamente si è proceduto a effettuare un’analisi lineare di stabilità globale per poi studiare l’effetto di una forzante armonica sul livello di mescolamento. Infine è stata effettuata un’analisi lineare di stabilità locale. Mixers are widely used tools because their field of application ranges from countless contexts. In fluid dynamics, especially in micro-fluid dynamics, it is necessary that two incoming fluids from two different channels be mixed to produce a single solution that in output presents the right properties dictated by the case history. The purpose of this thesis is to analyze a fluid dynamic mixer with a T-shaped and a constant circular section. Initially a classification of the various flow regimes was carried out according to the Re, exploiting the DNS simulations outgoing from Nek5000. Subsequently, using and writing scripts for CFD analysis, basically on Nek5000 and FreeFem ++, a linear global stability analysis was carried out, an optimal disturbance search applying an harmonic forcing and a linear local stability analysis