تحليل هيدروديناميكي جريان دو فازي در خطوط انتقال با استفاده از روش طيفي

مطالعه شرايط حاكم بر خطوط انتقال جريان سيال، نقشي اساسي در صنايع، اقتصاد انرژي و مولفه‌هاي وابسته به آن دارد. پيش‌بيني رفتار فصل مشترك در جريان دو فازي لايه‌اي و چگونگي اثر كشش سطحي در شكل‌گيري آن يكي از چالش‌هاي اساسي در مسائل مربوط به جريان سيال است. در مطالعه حاضر از روش طيفي به منظور حل معادلات و شبيه‌سازي آن‌ها استفاده شده است. در اين شبيه‌سازي دو سيال متحرك در فازهاي متفاوت بصورت موازي و در طول يك كانال در حال پيشروي در نظر گرفته شده‌اند. به منظور افزايش دقت مدل دو فشاري همراه با كشش سطحي موثر بر آن در شبيه‌سازي انتخاب شده است. جهت بررسي رفتار طول موج در فصل مشترك دو فاز يك اغتشاش كوچك به آن القا و نتايج بصورت عددي و تحليلي ارائه گرديده است. در بخش مطالعه عددي، روش طيفي با استفاده از يك تابع مثلثاتي به منظور حل معادلات حاكم به كار گرفته مي‌شود. در روش طيفي به منظور خطي‌سازي مولفه‌هاي غيرخطي از روش نيوتني استفاده گرديده است. به منظور ارزيابي دقت روش طيفي، معادلات با يك روش اختلاف محدود نيز حل مي‌گردند. در ادامه و به منظور اعتبارسنجي مدل، نتايج حاصل از روش‌هاي طيفي و اختلاف محدود با حل دقيق مورد مقايسه قرار مي‌گيرند. نتايج اين مقايسه نشان مي‌دهد كه روش طيفي دقيق‌ترين روش در پيش‌بيني محدوده ناپايداري ميدان حل مي‌باشد. اين برتري نشان دهنده توانايي روش طيفي در حل مسائل جريان دو فازي بوده كه قابليت تعميم به هندسه‌هاي پيچيده در شبيه‌سازي‌هاي كاربردي را دارا خواهد بود.