تاثیر جاذبه روی مکان تعادل تکقطره در جریان برشی در حالت دو بعدی

مهاجرت عرضی یک قطره در جریان برشی ساده به صورت 2بعدی در اعداد رینولدز محدود تحت اثر نیروی شناوری به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه معادلات ناویراستوکس 1 به وسیله روش جبهه پیش رونده 2 به صورت اختلاف محدود 3 حل شده است. مهاجرت قطره ای با اندازه (فرمول در متن مقاله ) که a شعاع قطره و H ارتفاع کانال در رینولدز محدود در نسبت چگالی های متفاوت تحت اثر نیروی شناوری در بازه عدد فرود ازFr=10 تاFr=392 مورد مطالعه قرار گرفته است. مهاجرت قطره در حالت شناوری خنثی به سمت مرکز کانال می باشد اما در حالت شناوری غیر خنثی حالت پیچیده تری برای مهاجرت وجود دارد. بسته به اینکه اختلاف چگالی قطره با سیال و مقدار نیروی شناوری چه مقدار باشد مکان تعادل نهایی قطره تعیین می شود. نیرویی که باعث مهاجرت می شود در اثر سه عامل می تواند باشد که عبارتند از: اثر دیواره، که با وارد کردن نیرو به قطره نزدیک دیوار باعث دفع شدن قطره و حرکت به سمت نقطهی تعادل می شود. اثر دیگر لیفت در اثر سرعت لغزش 4(اختلاف بین سرعت قطره و سرعت سیال بدون حضور قطره در مرکز قطره تعریف می شود) می باشد. آخرین اثر در مهاجرت عرضی لیفت ناشی از چرخش است که به اثر ماگنوس 5 معروف می باشد.

Keywords:

مهاجرت قطره , نیروی شناوری , جریان برشی , نسبت چگالی