بررسی تغییر شکل و مکانیزم جدایش در قطره ی در حال سقوط تحت نیروی گرانش

در این مقاله، به بررسی جدایش و تغیر شکل قطره ی در حال سقوط تحت نیروی گرانش پرداخته شده است. سطح مشترک 2 فاز با استفاده از روش حجم سیال VOF و کشش سطحی با مدل نیروی پیوستگی سطح مشترک VSF که در کد منبع باز اپن فوم پیاده سازی شده است، کنترل می شود. در گام اول ما تاثیرات دیواره بر روی قطره برحسب نسبت عرض کانال به قطر قطره W/D بررسی می کنیم که برای W/D بزرگ تر از 6 تقریبا اثرات دیواره به صفر میل می کند. سپس ما تغییر شکل قطره تحت نیروی گرانش در کانالی به عرض 6D را بررسی می کنیم. تغییر شکل قطره ی در حال سقوط دراعداد بی بعد اتوس و انسورگ، بررسی می کنیم که مشاهده می شود که در اتوس بسیار پایین که نیروی کشش سطحی غالب است. قطره کمی تغییر شکل می دهد وبدون جدایش به حالت پایا می رسد. در عدد اتوس بالاتر، نیروی وزن بر کشش سطحی غلبه می کند و قطره تغییر شکل بیشتری می دهد. برای حالتهای جدایش قطره در عدد انسورگ کوچک و عدد اتوس بالا، مشاهده می شود که قطعه هایی از قطره از لبه بریده می شود که به آن مکانیزم جدایش از لبه می گویند شبیه سازی نشان می دهد که با افزایش عدد انسورگ، برای مشاهده ی حالت های مختلف جدایش، عدد اتوس باید افزایش یابد. ما همین حالت ها را برای دو قطره ی همسان و به صورت عمودی را نیز بررسی می کنیم.

کلیدواژه ها:

روش VOF ، اپن فوم ، جدایش ، عدد اتوس ، عدد انسورگ