دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Numerical study of the uniform magnetic field effect on the interaction of bubbles in a viscous liquid column مطالعه عددی اثر میدان مغناطیسی یکنواخت خارجی بر اندرکنش حبابها در ستون مایع لزج 293 302 8867 FA امین حدیدی دانشجوی دکتری تخصصی تبدیل انرژی-دانشگاه صنعتی سهند تبریز داود جلالی وحید دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی سهند Journal Article The encounter between bubble pairs can be happened in the bubble flows and may result in coalescence, which is one of the most important elementary physical processes occurring in liquid columns. Sufficient knowledge of the coalescence process of two bubbles can lead to a better description of the bubbly flow’s behavior. Effects of uniform magnetic fields on the interactions and coalescence of dielectric bubbles were not studied up to now; therefore in this research, interactions and coalescence of two bubbles in a viscous stagnant liquid has been simulated numerically. Considered bubbles are spherical and fluids are stagnant, initially. Both liquid and gas phases considered being incompressible and dielectric where applied magnetic field is uniform. In the numerical simulation of the problem, the Finite Volume method was applied using the SIMPLE algorithm to discretizing the governing equations while the finite difference method was used for discretizing of the magnetic field equation. For simulating the interface of two phases, the level set method has been incorporated. The results outlined in the present study well agree with the existing experimental and numerical results. Obtained results show that applied uniform magnetic field affects shape, dynamics and also interactions and coalescence of bubble pairs. Applied magnetic field enhances coalescence between in-line rising bubbles. Therefore, the external uniform magnetic field could be used for contactless control of the coalescence process between bubbles. مواجهه جفت حباب ها در جریان های دوفازی به وفور مشاهده میشود که این مواجهه میتواند منجر به الحاق آنها شود. الحاق حبابها یکی از پدیدههای فیزیکی مهمی است که در ستونهای مایع رخ می‌دهد. توسعه دانش مربوط به الحاق دو حباب، به توصیف بهتر و درک دقیقتر جریانهای دوفازی حبابی کمک میکند. اثر میدان مغناطیسی یکنواخت خارجی، تاکنون بر اندرکنش و الحاق حبابهای سیالات دی الکتریک مورد مطالعه قرار نگرفته است. از این رو در پژوهش حاضر، اثر میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت بر اندرکنش و الحاق حبابهایی که در مایع ساکن صعود میکنند، مورد مطالعه قرار گرفته است. حبابها در حالت اولیه کروی فرض شده و هر دو فاز مایع و گاز در ابتدا ساکن فرض شده اند. همچنین هر دوفاز تراکم ناپذیر و دی الکتریک فرض شده و میدان مغناطیسی خارجی اعمال شده نیز یکنواخت میباشد. شبیه سازی عددی میدان جریان دوفازی و حل میدان سرعت از طریق روش حجم محدود صورت گرفته و گسسته سازی معادله مغناطیسی نیز با روش تفاضل محدود انجام شده است. برای مدلسازی مرز مشترک دوفاز نیز از الگوریتم لول ست استفاده شده است. نتایج عددی پژوهش حاضر با داده‌های تجربی و عددی محققین قبلی، توافق خوبی دارد. نتایج بدست آمده نشان میدهد که میدان مغناطیسی یکنواخت اعمال شده، شکل و دینامیک حبابها و نیز اندرکنش و الحاق آنها را تحت تاثیر قرار میدهد؛ بطوریکه میدان مغناطیسی اعمال شده سبب تسریع در الحاق عمودی حبابها میشود. از این رو، میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت می‌تواند برای کنترل الحاق حبابها مورد استفاده قرار گیرد. https://mme.modares.ac.ir/article_8867_1a423f7c07a179ec243e82b0c017a034.pdf