شبیه سازی عددی جریان های سطح مشترک به روش VOF-PLIC

قرارگیری قطرات آب مایع بر روی دیواره کانال های گاز پیل سوختی غشاء تبادل پروتون یکی از مسایل مهندسی درگیر با جریان هایسطح مشترک است. وجود قطرات آب سطح عبوری اکسیژن در سمت کاتد و هیدروژن در سمت آند را کم کرده و به عنوان مانعی درمقابل جریان، موجب کاهش بازده پیل می شود. به دلیل وجود نیروی کشش سطحی و متحرک بودن سطح مشترک و پیچیدگی شکلسطح، شبیه سازی این مسا ل از لحاظ عددی از پیچیدگی های خاصی برخوردارند. هدف از این مقاله، بررسی روش حجم سیال (VOF) درشبیه سازی حرکت یک قطره است. در این مقاله، الگوریتم حجم سیال در حالت دوبعدی به روش هندسی PLIC با استفاده از دو میدانجریان معلوم (یک جهته و چرخش صلب گونه)، صحت سنجی می شود. نتایج نشان می دهد این روش عددی علاوه بر ارضاء کردن معادلهبقای جرم، قادر به انتقال آن به صورت دقیق می باشد. همچنین شکل و انحنای سطح را خیلی تیز (با ضخامت کم) نگه می دارد. نتایج نشانداد که با ریز کردن شبکه محاسباتی می توان شکل سطح را دقیق تر پیش بینی نمود.

Keywords:

شبیه سازی عددی , جریان سطح مشترک , حجم سیال , PLIC