مدل بندی عددی جریان گلی با روش تفاضلات محدود صریح

جهت پیش بینی دینامیک جریان گلی با سطح آزاد بر روی بستر شیب دار در حالت سیال غیر نیوتنی و جریان غیر دائمی یک مدل عددی ارائه شده وسپس با حالت سیال نیوتنی مقایسه شده است . برای سیال ویسکو پلاستیک مدلهای رئولوژیHerschel-Bulkleyو Bingham بکار رفته است . معادلات بقاء جرم و بقاء مومنتم جریان گلی به صورت جریان آرام و سیال تک فاز بر اساس دیدگاه لاگرانژی بیان شده و با استفاده از روش تفاضلات محدود صریح حل گردیده است . یک شکل اولیه برای توده سیال گلی قبل از گسیختگی در نظر گرفته شده و سپس جریان گلی شروع به حرکت کرده و بر روی یک بستر با هندسه مشخص منتشر می شود . مقایسه صورت گرفته بین نتایج مدل و نتایج آزمایشگاهی توافق قابل قبول مدل را نشان می دهد . مدل عددی ارائه شده ، برای مطالعه اثر شکل اولیه فرضی ومدل رئولوژیکی ، بر روی مشخصات جریان و طول پیشروی توده سیال گلی بکار رفته است . از مطالعه فوق نتیجه می شود که شکل اولیه توده سیال گلی قبل از جریان بر سرعت پیشانی جریان اثر قابل توجهی داشته ولی بر طول رانش و شکل نهائی توده ته نشین شده سیال گلی اثر کمی دارد . در صورتیکه در مدل Herschel-Bulkley از توان کمتر از یک برای نرخ کرنش برشی استفاده شود شکل نهائی توده سیال بعد از توقف جریان ، به صورتی است که در آن طول پیشروی توده سیال کمتر و ضخامت آن بیشتر از مدل Bingham بدست می آید . مقایسه صورت گرفته بین مدل و سیال نیوتنی نشان می دهد که طول پیشروی سیال نیوتنی بیشتر بوده ولی عمق سیال ویسکو پلاستیک بغیر از ناحیه پیشانی جریان بیشتر از سیال نیوتنی است

کلیدواژه ها:

جریان گلی ، جریان آ رام ، سیال ویسکو پلاستیک ، مدل های رئولوژی ، مدل بندی عددی