طرح هيدروديناميك ذرات هموار براي شبيه‌سازي عددي جريان‌هاي چند فازي با سطوح مشترك پيچيده

شبيه‌‌‌‍‌‌‍‍‌‌سازي عددي مسايل چند‌فازي با سطوح مشترك پيچيده و جريان‌هاي با نسبت چگالي بالا به دليل پخش ذرات و واگرايي، يكي از چالش‌هاي حل عددي مي‌باشد. تحليل مسايل معدودي با روش هيدروديناميك ذرات هموار مبتني بر چگالي براي حل جريان‌هاي سطوح مشترك پيچيده صورت گرفته در حالي كه اكثر شبيه‌سازي‌ها با روش هيدروديناميك ذرات هموار تراكم ناپذيرانجام شده است. حل جريان‌هاي با نسبت چگالي بالا با روش هيدروديناميك ذرات هموار با پراكندگي ذرات و واگرايي مي‌باشد. براي رفع پراگندگي ذرات از روش‌هاي مختلف از جمله يك نيروي دافعه در سطح مشترك و يا روش تخصيص مقدار مجدد چگالي تصحيح شده استفاده شده است ولي مشكل از هم گسيختگي ذرات در سطح مشترك در زمان‌هاي بالاتر وجود دارد. در مطالعه حاضر، يك روش جديد هيدروديناميكي ذرات هموار بر اساس چگالي استفاده شده است. به منظور جلوگيري از پخش ذرات مخصوصا در سطح مشترك در زمان‌هاي پاياني از يك روش ساده با حذف ذرات ناسازگار استفاده شده است. همچنين، طرح بهينه سازي جابجايي ذرات به منظور منظم سازي در سطح مشترك دو فاز با اجراي دقيق الگوريتم تغيير دو مرحله به گونه‌‌اي ايجاد شده است كه توزيع منظم ذرات به طور پيوسته و محافظه كارانه‌‌اي حفظ مي‌شود. براي بررسي دقت شبيه‌سازي، نتايج شبيه‌سازي عددي جريان‌هاي پوازويل دو فاز با نسبت‌هاي ويسكوزيته متفاوت، ناپايداري رينولدز-تيلور، بالا رفتن يك حباب در سيال با حل‌هاي تحليلي و عددي مقايسه شده است كه دقت و پيوستگي شبيه‌سازي حاضر بالاتر و يا همسان با ديگر شبيه‌سازي‌ها مي‌باشد.