---

در این پژوهش شبیه‌سازی عددی تزریق جت مایع بیضوی در هوای ساکن، از طریق‌ دهانه‌های بیضوی با نسبت منظری متفاوت برای بازه اعداد وبر متفاوت در رژیم جریان ریلی صورت گرفته است. برای انجام شبیه‌سازی‌ها از حلگرهای موجود در نرم افزار متن باز اپن فوم با روش شبیه‌سازی ادی های بزرگ و بر پایه استفاده از روش مدل‌سازی چندفازی حجم سیال استفاده شده است. برای مدل کردن پدیده‌ی تغییر محور و یافتن طول شکست مناسب برای هر نوع دهانه، از روش اصلاح دینامیک شبکه استفاده شده است. نتایج بر مبنای مطالعات تجربی و عددی اخیر پایه‌گذاری و با این مطالعات صحت‌سنجی شده است. نتایج حاکی از آن است که با افزایش عدد وبر از ۲۰ تا نزدیکی ۳۰۰، افزایش طول شکست جت حاصل شد، اما با بیضی‌تر شدن دهانه ورودی، طول شکست جت کاهش یافت. این اختلاف در هندسه با نسبت منظری متغیر بین ۰,۲۵ تا ۰.۶۶ تعریف شد. با کاهش نسبت منظری جت‌ها، قطرات یکنواخت‌تری در مراحل پس از شکست جت بدست می‌آید به نحوی که در اریفیس‌های بیضوی با نسبت منظری کم، قطرات ماهواره‌ای در جریان حضور نداشتند، در حالی که این قطرات به عنوان بخش جدایی ناپذیر شکست جت دایروی شناخته شده هستند.

---

در این مقاله شکست جت مایع با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار که یک روش عددی لاگرانژی بدون شبکه است، شبیه سازی شده است. بدین منظور، ابتدا معادلات حاکم بر سیال براساس روش هیدرودینامیک ذرات هموار گسسته سازی شد. در این تحقیق از کد متن باز اسفیزیکس برای حل عددی استفاده و همچنین با افزودن اثرات کشش سطحی، کد مذکور توسعه داده شده است. سپس روش ارائه شده با استفاده از مساله نمونه شکست سد با مانع اعتبارسنجی اولیه شد. در نهایت شبیه سازی جریان جت مایع دوبعدی و بررسی رفتار شکسته شدن آن برای جریان تک فاز انجام شده است. طول شکست مایع در رژیم ریلی برای شرایط مختلف جریان نظیر اعداد رینولدز و وبر متفاوت، محاسبه و با یک رابطه تجربی اعتبارسنجی شده است. تمامی حل های عددی برای دو تابع میانیاب وندلند و اسپلاین مکعبی انجام گرفت و در تمامی موارد تابع میانیاب وندلند منجر به نتایج با دقت بهتری شد. همچنین تاثیر لزجت سیال در طول شکست مایع نیز در نهایت مورد بررسی قرار گرفت. مدل سازی های انجام شده نشان داد که روش هیدرودینامیک ذرات هموار می تواند به عنوان یک روش بهینه برای مدل سازی پدیده شکست جت مایع مورد استفاده قرار گیرد.

---

یکی از مشکلاتی که در زمینه‌ی آزمایش شکست جت‌های مایعات زمستیک وجود دارد، حالت مایعات زمستیک خروجی از انژکتور است. در برخی کاربردها لازم است تا جت در حالت مایع مادون‌سرد باشد. اما در شرایط اتمسفر متعارفی جت خروجی از انژکتور به صورت دوفاز در می‌آید. در این پژوهش سعی گردید تا روش‌های مادون‌سرد سازی نیتروژن خروجی از انژکتور بررسی شود و یک روش ساده برای نیل به این مقصود ارائه و به کار برده شود. با این روش که بر پایه نگهداری در فشار کم استوار است، جت نیتروژن مایع مادون‌سرد با دما حدود ۷ کلوین پایین‌تر از دمای اشباع به دست آمد. سپس رفتار جت‌ نیتروژن مایع، در محفظه‌ی آزمایش با فشار  اتمسفر آزمایشگاه و بالاتر ارزیابی شد. برای بررسی رفتار جت از عکس‌برداری سریع استفاده شده است. سرعت جت‌های نیتروژن مایع از ۱۲ متر بر ثانیه تا ۳۴ متر‌ بر ثانیه منطبق بر عدد رینولدز از ۹۰۰۰۰ تا ۲۶۰۰۰۰ تغییر داده شد. زمانی که جت نیتروژن مایع، در محیط با شرایط استاندارد تخلیه می‌شود، جت خروجی دوفاز و منبسط می‌گردد. هرچه اختلاف فشار انژکتور بیشتر شود میزان انبساط جت بیشتر می‌شود؛ طوری که در اختلاف فشار ۶ و ۱۳ بار قطر جت به ترتیب ۵_/۱ و ۳_/۳ برابر قطر انژکتور است. برای اختلاف فشارهای کمتر از ۶ بار، جت اغلب به صورت بخار وارد محیط می‌شود. در محدوده‌ی سرعت آزمایش، در شرایط تامین شده برای مایع و محیط، شکست جت مایع مادون‌سرد، منجر به تولید قطرات بسیار ریزی می‌شود که منطبق بر انتظار از چنین مایعی است.