بررسی دینامیک برخورد قطرات هم مرکز و اثر ک شش سطحی در محدوده و برکم

در این مقاله، برخورد دو قطره ی آب با قطر یکسان به صورت دوبعدی و سه بعدی مدل شده است. روش عددی بر اساس روش حجم سیال می باشد و کشش سطحی، به معادلات ناویراستوکس اضافه شده است. قطرات آب هم مرکز و دارای سرعت اولیه بوده و پس از برخورد، تغییر شکل داده و در نهایت به شکل یک قطره ی کامل در می آیند. بر اساس نتایج محققان، اعداد بی بعد حاکم بر نحوه ی تغییر شکل و اتصال دوقطره، اعداد وبر و رینولدز می باشند. هدف از این تحقیق، بررسی تأثیر عدد وبر با تغییر کشش سطحی بر روی نحوه ی تغییر شکل قطرات در حالت اتصال آنها می باشد. بدین منظور، عدد رینولد ثابت در نظر گرفته شده است و با تغییر کشش سطحی، عدد وبر تغییر می کند. در ادامه، تأثیر افزایش کشش سطحی در تغییر شکل قطرات و همچنین نسبت منظره ی قطرات مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج حاصل از مدلسازی دوبعدی و سه بعدی با نتایج آزمایشگاهی دیگران مقایسه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی ها نشان می دهند که با افزایش عدد وبر میزان تغییر شکل قطره افزایش می یابد. همچنین تغییرات زمانی نسبت منظری قطره که نسبت ماکزیمم ارتفاع قطرات به قطر گسترده شدن پس از برخورد تعرف می شود، دارای یک نزقه ماکزیمم است که این مقدار ماکزیمم با افزایش کشش سطحی کاهش می یابد. با افزایش میزان کشش سطحی قطره، نقطه ماکزیمم نسبت منظری در زمان زودتری رخ می دهد.

کلیدواژه ها:

اتصال دوقطره ، برخورد قطره ، روش حجم سیال ، کشش سطحی ، نسبت منظری