شبیه سازی عددی سقوط و قرارگیری قطره بر روی سطح با استفاه از مدل چندفازی روش شبکه بلتزمن

روش شان– چن رایج ترین مدل روش شبکه بولتزمن برای شبیه سازی جریان های چندفازی است. اما معمولا در بررسی جریان های چندفازی اثرات دما یا در نظر گرفته نمی شود یا اثرات ناچیز فرض می شود. ابتدا معادلات شبکه بولتزمن چندفازی هم دما (روش شان- چن) و معادلات روش شبکه بولتزمن تک فازی گرمایی مدل اسکالر خنثی بیان شدند. در مطالعه حاضر از ترکیب مدل گرمایی اسکالر خنثی و مدل دوفازی شان- چن، روش شبکه بولتزمن جریان های دو فازی گرمایی مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب این دو مدل از طریق تعریف یک عبارت نیرویی انجام می گیرد. به علت ماهیت خارجی این ترکیب، مدل ترکیبی پایداری شبیه به مدل چندفازی هم دما دارد. بدین منظور در ابتدا مدل گرمایی اسکالر خنثی و سپس مدل شان- چن در حالت همدما بیان می شود. همچنین سقوط قطره روی دیواره گرم در قطرهای مختلف بررسی می شود و قرارگیری قطره روی دیواره گرم در اعداد رایلی و رینولدز مختلف و همچنین قطرهای مختلف قطره مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد وجود دما در مسایل چندفازی به عنوان یک مانع رسیدن به حالت پایدار را به تاخیر می اندازد و سرعت جعلی به وجودآمده در سطح مشترک در میدان دما نیز تاثیر می گذارد.

کلیدواژه ها:

Lattice-Boltzmann method ، Shan-Chen model ، Thermal Multiphase flow ، Droplet on heated solid surface ، روش شبکه بولتزمن ، مدل شان- چن ، جریان چندفازی گرمایی ، قطره روی سطح گرم