شبیه سازی عددی حرکت و فعل و انفعالات یک جفت حباب در حال صعود در یک مایع ساکن با مدل حجم سیال (vof)
چکیده
در این پژوهش حرکت و فعل وانفعالات یک جفتحباب در حال صعود در یک مایع ساکن در دو بعد با استفاده از مدل حجم سیال شبیه سازی شده است. برای این منظور از نرم افزار منبع باز openfoam استفاده گردید. پیش از انجام این شبیه سازی، جهت حصول اطمینان از کد، ابتدا صعود و تغییر شکل یک حباب تنها در یک مایع ساکن تحت رژیم های متفاوت، شبیه سازی و با نتایج عددی و تجربی پیشین مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل از این شبیه سازی با تقریب خوبی منطبق بر نتایج پژوهش¬های انجام شد? پیشین بوده است. انواع فعل وانفعالات ممکن میان جفت حباب که به صورت افقی در راستای یک خط کنار هم قرار گرفته اند، شبیه سازی گردید و نتایج نشان داد که جفت حباب تحت اعداد بدون بعد متفاوت، چهار نوع فعل وانفعال منحصربه فرد به نام های انعقاد، دافعه، زیگزاگ و گسیختگی را در حین صعود تجربه خواهند نمود. برای تشریح بهتر رفتار جفت حباب ، بررسی ها در 3 زاویه 0، 45 و 90 درجه تقسیم شده است. به عنوان نمونه در به علت جاذبه ایجادشده توسط جدایش (دنباله) حباب پیشرو (بالایی)، حباب پیرو (پایینی) شتاب قابل توجهی را در حرکتش تجربه نموده و سرانجام با حباب بالایی برخورد و در صورت فقدان مواد فعال در مایع، دچار انعقاد خواهد شد. بررسی سرعت صعود یک حباب فعل وانفعال دار (پیرو) نشان می دهد که مقدار این سرعت با کاهش فاصله جدایش میان حباب ها افزایش یافته و بهعلت اثر جاذبه دنباله های حباب پیشرو، مقدار سرعت صعود حباب پیرو همیشه بزرگتر از سرعت حباب تنها است. از طرفی مقدار نیروی درگ حباب پیرو متناسب با کاهش فاصله جدایش میان حباب ها، در حال کاهش است. سپس در پایان، جهت تشخیص نوع فعل وانفعال میان جفت حباب ، یک معیار کلی بر اساس اعداد بدون بعد و ارائه گردید. این معیار با معلوم بودن 4 پارامتر مذکور، تا حدودی در تشخیص نوع فعل وانفعال کمک خواهد نمود.