ريخت شناسي قطره عبور كننده از ميان يك محيط متخلخل متشكل از موانع مربع شكل به روش شبكه بولتزمن

جريان‌هاي چندفازي در محيط‌هاي متخلخل هم در طبيعت و هم در صنعت از اهميت بالايي برخوردارند و مورد توجه طيف وسيعي از محققين قرار گرفته‌اند. به طور خاص، اندركنش قطرات با سطوح متخلخل در بسياري از فرآيندها، مانند اسپري برگ‌هاي گياهان با آفت‌كش‌ها، چاپگرها، نفوذ باران و آب‌هاي سطحي به خاك و غيره كاربرد‌‌هاي زيادي دارد. هدف اصلي اين پژوهش بررسي اثرات اندركنش قطرات با يك محيط متخلخل است. جريان چند‌فازي در محيط متخلخلي، متشكل از موانع مربعي در رژيم‌ غيردارسي در گراديان فشار مختلف، مورد بررسي قرار گرفته‌است. از ميان محيط متخلخلي كه قبلا مايعي در آن جريان دارد، قطره‌اي با خواص متفاوت عبور‌‌داده كه برخورد اين قطره كه هم مقياس با محيط متخلخل بوده، الگوهاي مختلف شكست، حبس و يا بهم پيوستن را ايجاد ‌‌نموده‌است. روش عددي شبكه بولتزمن كه در محيط متخلخل به همراه جريان‌ چندفازي قابليت و انعطاف‌پذيري بالايي از خود نشان داده، مورد استفاده قرار گرفته است. پارامترهاي موثر مهم مرتبط با جريان چندفازي (مانند عدد آنسرج، نسبت چگالي فاز‌ها) مورد بررسي قرار گرفته‌اند. در اين پژوهش مقادير گراديان فشار بي‌بعد وارده، 0.000108، 0.000144 و 0.000180 و محدوده آنسرج مورد بررسي 0.19-0.76 مي‌باشند. نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد كه بر رفتار قطرات درون محيط متخلخل فاكتورهاي بسياري تاثيرگذار است. فاكتورهاي مرتبط‌ با قطره و فاز زمينه (خواص سيالي)، مانند تنش سطحي و نسبت چگالي در كنار خصوصيات جريان (مانند گراديان فشار) بسيار موثر بوده و تنوعي از حالات رفتاري قطره را به وجود مي‌آورد كه در قالب يك مطالعه پارامتريك مورد تحليل قرار مي‌گيرند. نتايج بدست آمده قابليت پيش‌بيني رفتار قطرات و ريخت‌شناسي (شكلشناسي) حالات شكست، به هم پيوستن و حبس قطره در محيط متخلخل را به وسيله اعداد بدون بعد مرتبط با جريانهاي چندفازي و محيط متخلخل امكان‌پذير مي‌سازد.