Ravish/hā-yi ̒adadī dar Muhandisī (Feb 2023)
طرح هیدرودینامیک ذرات هموار برای شبیهسازی عددی جریانهای چند فازی با سطوح مشترک پیچیده
Abstract
شبیهسازی عددی مسایل چند‌فازی با سطوح مشترک پیچیده و جریانهای با نسبت چگالی بالا به دلیل پخش ذرات و واگرایی، یکی از چالش‌های حل عددی می‌باشد. تحلیل مسایل معدودی با روش هیدرودینامیک ذرات هموار مبتنی بر چگالی برای حل جریانهای سطوح مشترک پیچیده صورت گرفته در حالی که اکثر شبیه‌سازی‌ها با روش هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم ناپذیرانجام شده است. حل جریانهای با نسبت چگالی بالا با روش هیدرودینامیک ذرات هموار با پراکندگی ذرات و واگرایی می‌باشد. برای رفع پراگندگی ذرات از روش‌های مختلف از جمله یک نیروی دافعه در سطح مشترک و یا روش تخصیص مقدار مجدد چگالی تصحیح شده استفاده شده است ولی مشکل از هم گسیختگی ذرات در سطح مشترک در زمان‌های بالاتر وجود دارد. در مطالعه حاضر، یک روش جدید هیدرودینامیکی ذرات هموار بر اساس چگالی استفاده شده است. به منظور جلوگیری از پخش ذرات مخصوصا در سطح مشترک در زمان‌های پایانی از یک روش ساده با حذف ذرات ناسازگار استفاده شده است. همچنین، طرح بهینه سازی جابجایی ذرات به منظور منظم سازی در سطح مشترک دو فاز با اجرای دقیق الگوریتم تغییر دو مرحله به گونه‌‌ای ایجاد شده است که توزیع منظم ذرات به طور پیوسته و محافظه کارانه‌‌ای حفظ می‌شود. برای بررسی دقت شبیهسازی، نتایج شبیهسازی عددی جریانهای پوازویل دو فاز با نسبت‌های ویسکوزیته متفاوت، ناپایداری رینولدز-تیلور، بالا رفتن یک حباب در سیال با حل‌های تحلیلی و عددی مقایسه شده است که دقت و پیوستگی شبیهسازی حاضر بالاتر و یا همسان با دیگر شبیه‌سازی‌ها می‌باشد.
Keywords
