شبیه سازی اثر مشخصه های نسبت چگالی و نسبت لزجت در دینامیک سقوط قطره ی کروی تراکم ناپذیر

در این نوشتار از مدل میدان فازی و روش حداقل مربعات برای شبیه سازی سقوط قطره ی سیالی تراکم ناپذیر در سیال دیگر پیرامون آن به علت وجود نیروی گرانش استفاده شده که از جفت شدگی معادلات ناویر - استوکس و کان - هیلارد برای چگالی ها و لزجت های مختلف بین دو فاز در گام های زمانی کوچک بهره گرفته شده است. اثرات نسبت لزجت و نسبت چگالی بر دینامیک قطره ی تراکم ناپذیر به صورت کمی مورد مطالعه قرار گرفته و میدان سرعت پیرامون قطره و تاثیرات آن بر شکل قطره بررسی شده است. با افزایش نسبت چگالی تا حدود 100 برابر، سرعت سقوط آزاد قطره تا حدود 50 درصد کاهش می یابد در حالی که پارامتر میزان مدور بودن قطره تقریبا ثابت است. با افزایش نسبت لزجت تا حدود 100 برابر، سرعت سقوط آزاد قطره تا حدود 10 درصد افزایش و پارامتر میزان مدور بودن قطره تا حدود 15 درصد کاهش می یابد. به دلیل ایجاد حلقه های گردابی در پشت قطره در حین سقوط، شکل ان از کروی به بیضی تغییر می کند.

Keywords:

مدل میدان فازی , قطره ی تراکم ناپذیر , نسبت لزجت , نسبت چگالی , روش حداقل مربعات