شبیهسازی عددی پدیده شکستهشدن یک قطره در مسیر جریان گاز سرد و داغ و مطالعه دینامیک آن در میدان سهبعدی
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
3 استادیار، گروه مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی فناوریهای نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
doi
10.22034/jmeut.2021.10571چکیده
در مقاله حاضر، شبیهسازی دینامیک قطره و فرآیند شکستهشدن آن در جریان گاز سرد و داغ انجام شده و تاثیر پارامترهای فیزیکی بر الگوی جریان دوفازی مورد مطالعه قرار گرفتهاست. در این راستا، از حل عددی معادلات ناویر-استوکس با دو معادله برای دنبال کردن فصل مشترک و مدلسازی تبخیر و تقطیر بین قطره و گاز داغ اطراف آن استفاده شدهاست. جهت اطمینان از صحت و دقت الگوریتم عددی انتخاب شده برای مدلسازی فرآیند انتقال فاز بین مایع و بخار آن در کنار فاز گاز، مسئله یکبعدی استفان و جریان کوئت دوفازی شبیهسازی شده و نتایج حاصل از شبیهسازی عددی با نتایج حل تحلیلی مقایسه شدهاست. سپس، دینامیک شکستهشدن قطره در مسیر جریان گاز سرد در شرایط مختلف جریان شبیهسازی شده و نتایج بهدستآمده مورد بحث و بررسی قرار گرفتهاست. در نهایت، شبیهسازی دینامیک قطره و تبخیر و شکستهشدن آن در مسیر جریان گاز داغ انجامشده و نتایج حاصل از حل حاضر ارائه شده-است. نتایج بهدستآمده در تحقیق حاضر نشان میدهند که نیروهای آیرودینامیکی و ناپایداریهای کلوین-هلمهولتز و ریلی-تیلور نقش موثری در دینامیک قطره در مسیر جریان گاز سرد دارند.
