یک مدل شبکه بولتزمن دوفازی قدرتمند با قابلیت مدلسازی نسبت چگالی بالا برای شبیه‌سازی برخورد حباب به مانع متخلخل به‌کار گرفته شده است که می‌تواند جریان دوفازی مخلوط نشدنی با نسبت چگالی 1000 را با بقای جرم بسیار مطلوب شبیه‌سازی کند. در این مقاله با مدلسازی مانع در دامنه حل جریان دوفازی، نحوه تغییرات توابع توزیع در دیواره‌ها و گوشه‌های مانع بیان شده، نحوه اعمال شرط مرزی ترشوندگی سطح بر روی مانع تشریح گردیده و نشان داده شده است که با وجود اعمال شرط مرزی مربوط به مانع نیز بقای جرم مدل به‌شکل مطلوبی حفظ می‌شود. پس از ارزیابی دقت و قابلیت مدل و صحت پیاده‌سازی آن ابتدا با چند مساله پایه، برخورد یک حباب بالارونده با نسبت چگالی 1000 به یک مانع متخلخل مسطح شبیه‌سازی شده و تاثیر زاویه تماس، عدد اتوس و نسبت تخلخل و در تغییر شکل و نحوه عبور یا عدم عبور حباب از مانع به‌صورت سیستماتیک مورد بررسی قرار گرفته است. در برخورد حباب به مانع متخلخل با نسبت تخلخل پایین، در صورتی که زاویه تماس کم باشد حباب در زیر مانع باقی مانده و به سکون می‌رسد. در زوایای تماس بالا، خاصیت آب‌گریزی سطح مانع، حباب را به داخل تخلخل‌ها می‌کِشد و حباب به سطح بالای مانع منتقل می‌شود و بر روی سطح مانع به سکون می‌رسد. در سایر موارد حباب به طور کامل از مانع عبور می‌کند و از آن جدا می‌شود. خطای بقای جرم در عبور حباب از مانع متخلخل از مرتبه 11-10 است که بسیار مطلوب ارزیابی می‌شود.

واژه‌های کلیدی: جریان دوفازی، حباب بالارونده، مانع متخلخل، برخورد حباب، روش شبکه بولتزمن

متن کامل [PDF 4795 kb]   (6122 دریافت)