مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شبیه‏ سازی نفوذ قطره دو بعدی در داخل محیط متخلخل با استفاده از روش بولتزمن شبکه‏ ای

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری
2 دانشیار مهندسی مکانیک دانشگاه تهران
چکیده
- شبیه‏سازی جریان دوفازی موضوع تحقیقات بسیاری بوده است. با این حال بررسی آن در داخل محیط متخلخل به علت پیچیدگی مضاعف آن کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مقاله جریان دوفازی با نسبت چگالی و لزجت یک در داخل محیط متخلخل به روش شان و چن شبیه‏سازی شده است. به علت محدودیت ذاتی این روش و ضعف آن در کنترل مستقل کشش سطحی، تأثیر پارامتر‏هایی نظیر عدد رینولدز، وبر و فرود قابل ارزیابی نمی‏باشد. اما با این حال می‏توان با تغییر میدان متخلخل و زاویه تماس تأثیر پارامتر‏های مربوط به محیط متخلخل از قبیل عدد دارسی و زاویه تماس را مطالعه نمود. رقابت میان نیروی مخالف در برابر حرکت قطره و اثر موئینگی در اثر حضور ذرات محیط متخلخل به کمک عدد دارسی توصیف شده است. همچنین تأثیر زاویه تماس میان فاز‏های مایع-گاز و سطح جامد بر میزان نفوذ قطره در داخل محیط متخلخل ارزیابی گردیده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Simulation of 2D droplet penetration in porous media using lattice Boltzmann method

نویسندگان English

mohammad taghilou 1
mohammad h rahimyan 2
چکیده English

Two-phase flow modeling has been the subject of many investigations. However, fewer studies are corresponded for two-phase flow within a porous medium, because of additional complications. In this paper, two-phase flow with the density and viscosity ratio of 1, within a porous medium is simulated by Shan and Chen model. Due to inherent limitations and weaknesses of this approach in an independent control of surface tension, investigation of parameters such as Reynolds number, Froude and Weber is not applicable. However, porous medium parameters such as Darcy number and contact angle could be studied by changing the porous medium and contact angle. Competition between opposing forces against the drop and the capillary effect because of increasing the number of particles in the porous media is described using the Darcy number. Also the effect of the contact angle between liquid-gas phases and the solid surface is evaluated on the droplet penetration inside the porous medium.

کلیدواژه‌ها English

Porous Media
two-phase flow
penetration
Lattice Boltzmann Method
Shan and Chen model