پراکنش هواویزها در یک جریان تلاطمی
نویسندگان
1 استادیار، گروه فیزیک، دانشگاه اصفهان، ایران
2 استاد، گروه فیزیک، دانشگاه اصفهان، ایران
3 دانشیار، گروه فیزیک، دانشگاه اصفهان، ایران
doi
10.22059/jesphys.2014.52427چکیده
در این پژوهش با نگاهی جدید رفتار هواویزهای معلق در یک شاره متلاطم بررسی میشود. در این راه حرکت متلاطم یک شاره در یک مجرای مکعبمستطیلی با شرایط مرزی غیرلغزشی روی دیوارههای آن به روش شبیهسازی عددی مستقیم شبیهسازی شد. در ادامه مسیرهای حرکت دو مجموعه هواویزها با عددهای استوکس 5 و 25 با رویکرد لاگرانژی مسیریابی شدند. با توجه به ابعاد و جرم هواویزهای مورد بررسی، تنها نیروی موثر در حرکت هواویزها، نیروی کشندگی شاره است و از نیروی براونی صرفنظر میشود. با بررسی شدت شارهای گوناگون هواویزها مشاهده شد که شار تلاطمزدا و شار پخش تلاطمی فرایندهای اصلی پراکنش هواویزهای معلق در حرکت متلاطم یک شاره است و شکل نمایه غلظت نیز از تقابل این دو شار حاصل شده است. همچنین دیده شد که شدت شار تلاطمزدای هواویزهای کوچکتر، از شدت شار هواویزهای بزرگتر بیشتر است. این در حالی است که برای شار پخش تلاطمی، وارون این نامساوی مشاهده میشود. مقایسه نمایههای سرعت هواویزها و شاره حامل نیز نشان میدهد که هواویزهای ناحیه نزدیک دیوار از شاره حاملشان سرعت بیشتری دارند. این در حالی است که سرعت هواویزها در ناحیه مرکزی مجرا از سرعت شاره حامل کمتر است. تفاوت سرعت هواویزها و شاره حامل از مهاجرت عرضی هواویزها یا همان شار تلاطمزدا ناشی میشود.
