مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

‌‌‌شبیه سازی عددی برخورد و حرکت حباب در کنار صفحه ی مایل به روش حجم سیال

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد
2 دانشجوی دکترا
3 هئیت علمی دانشگاه بابل
4 دانشیار دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
در این پژوهش برخورد حباب به صفحه مایل شبیه‌سازی‌شده است. برای شبیه‌سازی از روش حجم سیال در نرم‌افزار متن باز اپن فوم (حلگر اینترفوم) استفاده شده است. دو سیال غیرقابل تراکم هستند و کشش سطحی بین دوفاز با روش CSF درنظر گرفته می‌شود. در مطالعه‌ی حاضر تأثیر پارامترهایی مانند زاویه شیب، زاویه تماسی و اعداد بی‌بعد مورتون و باند بر سرعت و شکل حباب به‌دست‌آمده است. نتایج نشان می‌دهد با افزایش زاویه شیب، سرعت حباب افزایش می‌یابد. در زاویه‌ی شیب 50 درجه سرعت حباب ماکزیمم می‌شود. در این مطالعه با تغییر زاویه شیب صفحه مایل سه رژیم جریان معرفی شد که این سه رژیم عبارتند از رژیم لغزشی، رژیم پرشی و رژیم زیگزاگی. در زاویه شیب بین 30 تا 40 درجه صفحه از افق، رژیم حباب از حرکت لغزشی به حرکت پرشی تغییر وضعیت می‌دهد. همچنین نشان داده شد که با ثابت نگه‌داشتن عدد مورتون و تغییر عدد باند سرعت و دامنه نوسانات آن افزایش می‌یابد و با افزایش عدد مورتون در عدد باند ثابت سرعت نوسانات سرعت حباب کم می‌شود. با افزایش عدد مورتون حرکت حباب از حرکت شتاب‌دار به حرکت سرعت ثابت تبدیل می‌شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical Simulation of Bubble Impact and Movement alongside to the Inclined plate with VOF Method

نویسندگان English

Sajad Khodadadi 1
Nima Sam Khaniani 2
Mofid Gorji 3
Davood Domiri Ganji 3
Mohammad Reza Ansari 4
4 -
چکیده English

In present study, impact of single bubble on an inclined wall and its movement are investigated by applying volume of fluid method (VOF) in OpenFOAM open source cfd package using a solver called interFoam. Both phases are incompressible and surface tension between two phases is estimated by CSF method. The effect of some parameters such as contact angle, wall slope and Bond and Morton dimensionless numbers on bubble shapes and velocity are studied. The numerical results show bubble velocity along wall increases with the increase of wall slope angle. The maximum bubble velocity happens at 50 degree. Three bubble regimes are recognized and introduced in this study named as: sliding, bouncing, and zigzagging based on wall slope. The bubble regime changes from sliding to bouncing when wall slope changes from 30 to 40 degrees. In constant Morton number, increment of Bond number increases both velocity and amplitude of fluctuations. In addition, an increment of Morton number in constant Bond number, decreases velocity and amplitude of fluctuations. Moreover, by increment of Morton number, the bubble motion will change from an accelerating motion to a constant velocity condition.

کلیدواژه‌ها English

Bubble Impact
Contact angle
VOF method
interFoam