بررسي اثرات نسبت چگالي بر عملكرد مدل شبه‌پتانسيل در شبيه سازي جريان‌هاي چندفازي

در اين پژوهش، قابليت و عملكرد مدل توسعه‌يافته‌ي شبه‌پتانسيل شان – چن براي شبيه‌سازي جريان‌هاي چندفازي در نسبت چگالي بالا مورد ارزيابي قرار گرفته است. اين مدل در نرم افزار آزاد و متن‌باز پالابوس كه جريان سيال را با استفاده از روش شبكه بولتزمن شبيه‌سازي ميكند پياده‌سازي شده است. براي اين منظور چندين مساله رايج از جمله آزمون لاپلاس، جدايي فازها، به هم آميختگي دو حباب، برخورد قطره با سطح جامد و مايع مورد تحقيق قرار گرفته‌اند. بر اساس آزمون لاپلاس اين مدل قابليت تعيين مقادير مختلف كشش سطحي در نسبت چگالي‌هاي مختلف را دارد. همچنين اين مدل مي‌تواند جدايي خودكار فازها و شكل سطح مشترك را بخوبي پيش‌بيني نمايد. البته سرعت همگرايي حل با افزايش نسبت چگالي كاهش مي‌يابد. شبيه‌سازي اختلاط دو حباب دو مورد از ضعف‌هاي عمده‌ي اين مدل كه جريان پارازيتي بزرگ و نوسانات سطح مشترك در نسبت چگالي بالا است را آشكار مي‌سازد. در شبيه‌سازي برخورد قطره با سطح جامد، تاثير نسبت چگالي كه باعث تغيير در عدد وبر نيز مي‌شود بررسي شده است. با افزايش عدد وبر (در اعداد رينولدز يكسان) مقدار بيشينه پخش قطره بر روي سطح بيشتر ولي حركت نوساني آن كاهش مي‌يابد. در نهايت نتايج شبيه‌سازي فرايند پاشش نشان مي‌دهند كه عدد وبر اثرات قابل توجهي در جدايي بخشي از لايه‌ي تاجي شكل دارد.