تحلیل ناپایداری جریان سیال بین دو صفحه موازی قائم با استفاده از روش گرادیان انرژی

در این مقاله ناپایداری جریان بین دو صفحه موازی و قائم ، که در آن جریان سیال تحت شتاب گرانش قرار دارد، و همچنین یکی از صفحات یا سرعت ثابتی حرکت می کند، مورد بررسی قرار می گیرد. برای بررسی ناپایداری جریان سیال از روش گرادیان انرژی استفاده می شود. ابتدا با استفاده از دیاگرام آزاد المان سیال، معادلات تعادل بدست می آید و از ترکیب معادلات تعادل المان و قانون نیوتون برای سیال ویسکوز، معادله دیفرانسیل سرعت بدست می آید و با حل معادله و استفاده از شرایط مرزی ، پروفیل سرعت سیال بین دو صفحه بدست می آید. با استفاده از روش گرادیان انرژی و بررسی نسبت گرادیان انرژی در جهت عرضی به گرادیان انرژی در جهت جریان سیال و ساده کردن روابط ، پارامتر بی بعدی محاسبه می شود. مشخص می شود که این پارامتر تابعی از اعداد رینولدز، گالیله و فاصله نسبی از صفحه ثابت است . در ادامه تاثیر اعداد رینولدز و گالیله با رسم نمودار در نرم افزار متلب مورد بررسی قرار گرفت . نشان داده شد که افزایش رینولدز باعث انتقال نقطه شروع ناپایداری به روی سطح صفحه متحرک و افزایش عدد گالیله باعث انتقال نقطه شروع ناپایداری به دو نقطه در اندازه ۰.۲ و ۰.۸ فاصله نسبی از صفحه ثابت خواهد شد.

کلیدواژه ها:

گرادیان انرژی ، ناپایداری ، جریان قائم ، عدد گالیله ، عدد رینولدز