اصلاح ضرایب دارسی و اینرسی در مدل سازی افت فشار درون محیط متخلخل توسط رابطه دارسی-فورچی هایمر با ذرات دایره ای و مربعی شکل

در این مقاله، دو رویکرد برای مطالعه عددی جریان تک فاز در محیط متخلخل بررسی می شود: مدل سازی مستقیم و مدل دارسی-فورچی هایمر. برای انجام این شبیه سازی ها، از روش حجم محدود به کمک نرم افزار فلوئنت استفاده شده است. براین اساس، نتایج رویکرد اول برای اصلاح ضرایب دارسی و اینرسی در محاسبه افت فشار بی بعد در رویکرد دوم، به کار می رود. بدین منظور، هندسه دو بعدی با ذرات مربعی و دایره ای طراحی و افت فشار به عنوان تابعی از عدد رینولدز و تعداد ذرات محاسبه می شود. سپس، در رویکرد دوم ضرایب دارسی برای کمترین عدد رینولدز و ضرایب اینرسی برای اعداد رینولدز بزرگ تر به گونه ای اصلاح می شود که افت فشار محاسبه شده در رویکرد دوم، مشابه مقادیر رویکرد اول گردد. برای مثال، با اصلاح ضریب اینرسی به ۵۵/۲ و ضریب دارسی به ۹۸۰، افت فشار برای محیط با ۱۶ ذره دایره ای در روش دوم با روش اول هم خوانی خوبی نشان داد. نتایج مشابهی برای محیط های با ۲۵ و ۳۶ ذره دایره ای با ضرایب دارسی ۲ و ۹۶/۱ و ضرایب اینرسی ۸۱۲ و ۶۴۶ به دست آمد. همچنین، برای ذرات مربعی، ضرایب اینرسی برای ۱۶، ۲۵ و ۳۶ ذره به ترتیب ۳۴/۲، ۶۱/۲ و ۱۵/۲ و ضرایب دارسی ۱۲۳۳، ۸۶۸ و ۷۶۶ محاسبه شدند. این اصلاحات باعث شد تا نتایج مدل دارسی-فورچی هایمر با نتایج شبیه سازی مستقیم، برای محاسبه افت فشار، تطابق قابل قبولی داشته باشد.

کلیدواژه ها:

محیط متخلخل ، ضریب دارسی ، ضریب اینرسی ، مدل دارسی-فورچی هایمر