شبیه سازی عددی قطرات شناور در جریان برشی
چکیده
مهاجرت جانبی قطره شناور در جریان برشی به صورت عددی در حالت دو بعدی بررسی شده است. برای قطره با شناوری کم با توجه به اینکه قطره تقدم فاز یا تاخر فاز نسبت به جریان دارد قطره به سمت مکان تعادل که نزدیک یکی از دیواره هاست می رود. اگر شناوری قطره زیاد باشد، مکان تعاد به سمت مرکز کانال باز می گردد. مکان تعادل قطره به عدد فرود وابسته است.این رفتار برای اعداد فرود متفاوتی بررسی شده است. همچنین مکان تعادل به به میزان تغییر فرم وابسته است. در اعداد مویینگی بالا، قطره شکل پایداری ندارد، مکان تعادل به خاطر شکل ناپایدار قطره نوسانات کوچکی نشان می دهد. همچنین در عدد رینولدز بالا ( ) و عدد رود متوسط ( ) قطره نوسانای با دامنه محدود درون کانال دارد. مکان تعادل قطره انطباق خوبی با تئوری اغتشاشات ونتایج عددی برای ذرات صلب دارد. سوسپانسیون قطرات شناور در دو کسر سطحی کم و متوسط در اعداد رینولدز محدود در جریان برشی مورد مطالعه قرار گرفته است. جریان براساس تابعی از عدد مویینگی،عدد رینولدز، عدد فرود و نسبت چگالی مطالعه شده است. ویسکوزیته موثر با افزایش عدد مویینگی کاهش می یابد. اختلاف تنش نرمال با عدد مویینگی افزایش می یابد. ویسکوزیته موثر و اختلاف تنش نرمال به عدد رینولدز وابسته است. در کسر سطحی کم ( ) اختلاف تنش نرمال با عدد فرود کاهش یافته و در اعداد فرود بالا این مقدار منفی می-شود. در کسر سطحی متوسط ( ) این رفتار مشابه با کسر سطحی پایین است، بجز اینکه اختلاف تنش نرمال همیشه مثبت است. همچنین در کسر سطحی متوسط وابستگی می به عدد فرود دارد. توزیع قطرات شناور در مقطع کانال غیر یکنواخت است.
