شبیه سازی و بررسی ناپایداری غیر خطی انگشتی شدن لزج دو سیال قابل امتزاج در محیط متخلخل همگن

پدیده انگشتی شدن ناشی از ناپایداری سیال در محیط متخلخل، کاربردها و نمونه های مختلفی در صنایع، فرآیندها و مسائل طبیعی دارد. در سال های اخیر، مطالعات متعددی بر روی پایداری در محیط متخلخل توسط محققین صورت گرفته است. با توجه به اینکه پایداری جریان قابل امتزاج در محیط های متخلخل، یکی از مسائل کلاسیک به شمار می رود، در این مقاله با شبیه سازی غیر خطی ناپایداری انگشتی شدن لزج، در محیط همسان گرد، به بررسی آن پرداخته ایم. با استفاده از روش طیفی و به کاربردن تبدیل فوریه سریع، معادلات بازنویسی و ناپایداری شبیه سازی شد. با در نظر گرفتن طول اختلاط، بازدهی و میانگین غلظت عرضی به‎عنوان پارامترهایی جهت تشخیص میزان ناپایداری و بررسی آنها به ازای شرایط مختلف نسبت تحرک، مساله ناپایداری، زمان رشد و اغتشاش و شدت آن مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش میزان نسبت تحرک، از بازدهی کاسته و به طول اختلاط افزوده می شود. همچنین با تحلیل نمودار طول اختلاط و استفاده از حل دقیق، زمان شروع انگشتی اولیه را مورد بحث قرار دادیم. سپس الگوهای انگشتی مورد بررسی قرار گرفت و یک الگوی جدید برای اولین بار مشاهده و نام گذاری شد. همچنین با استفاده از برهم نهی بردار سرعت و کانتور غلظت، به صورت کامل تاثیر غلظت بر بردار سرعت و تاثیر هر دو پارامتر بر علت به وجود آمدن الگوی های مختلف انگشتی مورد بررسی قرار گرفت

Keywords:

ناپایداری , انگشتی لزج , محیط متخلخل , بردار سرعت , الگوی انگشتی , غیرخطی