مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شبیه سازی عددی متلاشی شدن قطره در اثر اصابت موج ضربه ای

نویسندگان
1 -
2 دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
در این پژوهش، برای نخستین مرتبه روش حل عددی گودونوف و حلگر ریمان HLLC برای مدل دو سیالی پنج معادله ای هیپربولیک توسعه داده و بدین منظور کدنویسی به صورت دوبعدی انجام شد. تا کنون در تحقیقات به عمل آمده دو مشکل عمده شامل رفتار غیر یکنوا سرعت صوت مخلوط دوفازی در فصل مشترک و دوم عدم توانایی گذر موج ضربه ای از فصل مشترک برای این مدل ذکر شده است. در این پژوهش با انتخاب سرعت صوت مناسب برای مخلوط دوفازی و گسسته سازی مناسب جمله ناپایستار این دو مشکل مرتفع شد. سپس اثرات متقابل برخورد موج ضربه ای با یک قطره و همچنین با دو قطره با قطرها ی مختلف شبیه سازی و مطالعه شد. در اثر اصابت موج ضربه ای با ماخ های 47/1 و 6 به قطره فصل مشترک پیچیده ای ایجاد شده و نواحی پر فشار و همچنین کم فشار کاویتاسیون پدیدار می شوند. نتایج حاصله با نتایج تجربی در دسترس و کارهای مشابه دیگران که با روشها و مدلهای دیگر عددی انجام شده اند همخوانی خوبی دارد. نتایج بدست آمده بیانگر دقت بالای کد عددی در تسخیر ناپایداری ها و فصل مشترک دو فاز و گذر موج ضربه ای از آن است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical Simulation of droplet breakup by shock wave collision

نویسندگان English

mohamadreza ansari 1
Abdolhossen Daramizadeh 2
1 -
چکیده English

In this article, for the first time the numerical solution of Godunov method with HLLC Riemann solver is extended for a hyperbolic five equations two-fluid model. The flow field is considered for two-space dimensional case. So far, two main difficulties include non-monotonic behavior of mixture sound relation and inability of shock transition from interface was mentioned during working with this model. In this research these difficulties were overcome by selecting an appropriate mixture sound relation and appropriate discretization of non-conservative term. The mutual effect of shock wave impact with a droplet and two droplets with different diameters were simulated and studied. During the shock wave impact with 1.47 and 6 Mach with the droplet, a complicated shape of interface was formed with high pressure zone and low pressure zone of cavitations. The results obtained from the present attempt were compared with the experimental and related similar results of that obtained by the other numerical methods and models. The comparison of the results was good. It was also concluded that the numerical method used in the present work has enough accuracy with high capability in capturing two-phase flow interfacial instability and shock wave impact transmission from the droplet.

کلیدواژه‌ها English

two phase flows
Compressible
Shock Wave
Droplet
Godunov method
interface