Study of the effect of viscosity in drop breakup in turbulent flow

The systems formed by two immiscible liquids such as emulsions are of great interest in industrial processes, the emulsion formation process occurs depending on the phenomenon of the breakup of the drops of one of the fluids within the other, and the properties depend on how this phenomenon happens. The breakup of drops in turbulent flows is investigated to determine which mechanisms are those that interact in the breakup and what is the effect of the viscosity of the drop on the dynamics of the break. For this study we used the data generated in the simulations of the work "Energetics of drop deformation with application to turbulence", to make an analysis of the average behavior of the velocity gradients, comparing one hundred simulations with different initial conditions, to identify the mechanisms as mentioned previously. In a first analysis we show the importance of the distance with respect to the interface of the drop in terms of the influence that the dynamics of the surface has on the rest of the flow. The main analysis of the work uses tensor invariants to observe how the mechanisms that regulate the dynamics of the breakup interact and change with viscosity. Los sistemas formados por dos líquidos immiscibles como son las emulsiones son de gran interés en proceso industriales, el proceso de formación de la emulsión ocurre dependiendo de como ocurre el fenómeno de la rotura de gotas de un liquido dentro del otro, y las propiedades de la emulsion dependen también de la manera en la que ocurre este fenómeno. La rotura de gotas en flujos turbulentos se investiga en este estudio para determinar qué mecanismos son los que interactúan en la rotura y cuál es el efecto de la viscosidad de la gota en la dinámica de la rotura. Para realizar este estudio se utilizan los datos generados de las simulaciones del trabajo "Energetics of drop deformation with application to turbulence? de mi supervisor, para hacer un análisis del comportamiento promedio de los gradientes de velocidad, comparando cien simulaciones con diferentes condiciones iniciales, para poder identificar los mecanismos mencionados anteriormente. En un primer análisis mostramos la importancia que tiene la distancia respecto la interfaz de la gota para observar la influencia que la dinámica de la gota tiene en el resto del fluido. El análisis principal del trabajo utiliza invariantes tensoriales para observar cómo los mecanismos que regulan la dinámica de la rotura interactúan y cambian según la viscosidad de la gota. Els sistemes formats per dos líquids immiscibles com són les emulsions són de gran interès en processos industrials, el procés de formació de l'emulsió ocorre depenent de com ocorre el fenomen del trencament de les gotes d'un dels líquids dins de l'altre, i les propietats de l'emulsió depenen també de la manera en la qual ocorre aquest fenomen. El trencament de gotes en fluxos turbulents s'investiga en Aquest treball per a determinar quins mecanismes són els que interactuen en el trencament i quin és l'efecte de la viscositat de la gota en la dinàmica del trencament. Per a realitzar aquest estudi s'utilitzen les dades generades de les simulacions del treball "Energetics of drop deformation with application to turbulence" del meu supervisor, per fer un anàlisi del comportament promig dels gradients de velocitat, comparant cent simulacions amb condicions inicials diferents, per poder identificar els mecanismes mencionats prèviament. En un primer anàlisi mostrem la importància de la distància respecte a la interfase de la gota per observar la influència de la dinàmica de la superfície de la gota sobre la resta del flux del fluid. L'anàlisi principal del treball utilitza invariants de tensors per observar com els mecanismes que regulen la dinàmica del trencament interactuen i canvien segons la viscositat de la gota.