استفاده از مدل لاگرانژی جهت تعقیبقطرات مایع در جریان بخار مرطوب در شیپوره های همگرا-واگرای دوبعدی

انبساط جریان بخار خالص آب در شرایط خاص موجب ایجاد بخارفوقسرد شده، که مستعد جوانهزایی میباشد. در این بخار با ایجاد شوک چگالش، تغییر فاز از بخار به مایع صورت میگیرد. این جریانرا از این پس جریان بخار مرطوب مینامند. در این مقاله جریان بخار مرطوب در دو شیپوره همگرا-واگرا با استفاده از مدل توربولانتی بالدوین-لوماکس به صورت دوبعدی، شبیه سازی شده است. تعقیب و بررسی قطرات آب به صورت لاگرانژی و تحلیل فاز بخار به صورت اویلری میباشد. معادلات حاکم برتشکیل فاز مایع با معادلات بقاء، ترکیب و با روش تایممارچینگ جیمسون مبتنی بر حجم کنترل حل میشوند. در روند یاد شده توجه به تفاوت این دو دسته معادلات حائز اهمیت است، زیرا روابط حاکم بر تشکیل و رشد قطرات در مقایسه با معادلات دیگر حساستر بوده و از این رو، میبایست روی فواصل کوتاهتری انتگرالگیری شوند. علاوه بر این، به دلیل دیدگاه لاگرانژی در رشد قطرات، هرگونه تغییر تحول در قطرات می بایست در امتداد خطوط جریان تصور شود که این خطوط همیشه بر خطوط شبکه محاسباتی منطبق نمیباشند. بنابر دلایل فوق، در این تحقیق دو رشته محاسبات جداگانه، اما موازی مورد استفاده قرار گرفته است. جهت احراز اعتبار حل عددی، توزیع فشار در امتداد محورطولی و شعاع قطرات در انتهای شیپوره مور و همچنین توزیع فشار در امتداد محورطولی در شیپوره یانگ با دادههای تجربی ارائه شده مقایسه میشوند. انطباق خوبی بین دادههای تجربی و حل تئوری مذکور وجود دارد.

کلیدواژه ها:

جوانهزایی ، شوک چگالش ، بالدوین-لوماکس ، تایم -مارچینگ ، لاگرانژی