2.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3 A Structuring Regime to Control Bubbling Beds . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.2 Experimental Implementation and Analysis Methodology . . . . . . . 62
3.2.1 Pattern Intensity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.2.2 Measurement of Bubble Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.3 Results and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.3.1 Impact of Flow Conditions on Pattern Intensity . . . . . . . . . 69
3.3.2 Impact of Bed Height on Pattern Intensity . . . . . . . . . . . . . 71
3.3.3 Correlation Between Pattern Intensity and Flow
Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.3.4 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4 Modelling Dynamically Structured Fluidisation . . . . . . . . . . . . . . . . 89
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.2 Model Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.2.1 Governing Equations and Closures of Two-Fluid
Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.2.2 Governing Equations of Discrete Element Model . . . . . . . . 95
4.2.3 Interphase Momentum Exchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.2.4 Experimental Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.2.5 Computational Setup and Numerical Implementation . . . . . 97
4.2.6 Analysis Methodology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4.3 Results and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.3.1 Experimental and Computational Bed Dynamics . . . . . . . . 100
4.3.2 Description of the Bed Dynamics During a Patterned
State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.3.3 Modelling Larger Pulsed Beds Using Two-Fluid
Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.3.4 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
4.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5 The Role of Solid Mechanics in Stabilising Structured Flows . . . . . . 115
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.2 Experimental Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.3 Numerical Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.4 Bubble Recognition and Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
5.5 Results and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
5.5.1 Appearance of Structured Bubble Patterns . . . . . . . . . . . . . 120
5.5.2 Evolution of Single-Array Bubble Patterns . . . . . . . . . . . . 121
xviii
Contents