بررسی عددی دو بعدی حرکت ذرات شن و ریزگردها در یک جریان هوا

باد باعث اعمال نیروی درگ و لیفت به ذرات شن و ریزگردها شده که این نیروباعث حرکت ذرات شن در یک محیط دوفازی گاز-جامد می شوند. در سالهای اخیر مسئله ریزگردها یکی از مشکلات اساسی ایران و مخصوصاً نواحی غرب و جنوب غرب ایران شده است. اولین گام در بررسی این نوع پدیده ها و بررسی و پیدا کردن راه حل این مشکل فهم درست از حرکت این نوع ذرات می باشد. در این مقاله به بررسی عددی نحوه حرکت و رفتار ذرات شن و ریزگردها در یک مدل دوبعدی می پردازیم. برای مدل سازی و حل معادلات حاکم حرکت از روش دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شده است. به منظور ردیابی ذرات در فاز پیوسته از روش لاکرانژی و از مدل آشفتگی k-Ԑ استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که سرعت ذرات رابطه لگاریتمی با ارتفاع از سطح دارند. از طرفی دیگر در نیزدیکی دیواره غلظت ذرات بزرگتر بیشتر از غلظت ذرات کوچکتر می باشد و نیروی درگ متوسط وارد بر ذرات با افزایش ارتفاع بیشتر شده از طرفی با افزایش قطر ذرات، حرکت ذرات به صورت منظم تری قابل پیش بینی بوده است. نتایج شبیه سازی شده با نتایج تجربی در تونل باد مقایسه شده اند.

Keywords:

ذره شن , Discrete phase model , ریزگرد , جریان دوفازی , حل عددی