پراکنش هواویزها در یک جریان تلاطمی

در این پژوهش با نگاهی جدید رفتار هواویزهای معلق در یک شاره متلاطم بررسی می­شود. در این راه حرکت متلاطم یک شاره در یک مجرای مکعب مستطیلی با شرایط مرزی غیرلغزشی روی دیواره­های آن به روش شبیه سازی عددی مستقیم شبیه سازی شد. در ادامه مسیرهای حرکت دو مجموعه هواویزها با عددهای استوکس 5 و 25 با رویکرد لاگرانژی مسیریابی شدند. با توجه به ابعاد و جرم هواویزهای مورد بررسی، تنها نیروی موثر در حرکت هواویزها، نیروی کشندگی شاره است و از نیروی براونی صرف نظر می­شود. با بررسی شدت شارهای گوناگون هواویزها مشاهده شد که شار تلاطم­زدا و شار پخش تلاطمی فرایندهای اصلی پراکنش هواویزهای معلق در حرکت متلاطم یک شاره است و شکل نمایه غلظت نیز از تقابل این دو شار حاصل شده­ است. همچنین دیده شد که شدت شار تلاطم­زدای هواویزهای کوچک تر، از شدت شار هواویزهای بزرگ تر بیشتر است. این در حالی است که برای شار پخش تلاطمی، وارون این نامساوی مشاهده می­شود. مقایسه نمایه­های سرعت هواویزها و شاره حامل نیز نشان می­دهد که هواویزهای ناحیه نزدیک دیوار از شاره حامل­شان سرعت بیشتری دارند. این در حالی است که سرعت هواویزها در ناحیه مرکزی  مجرا از سرعت شاره حامل کمتر است. تفاوت سرعت­ هواویزها و شاره حامل از مهاجرت عرضی هواویزها یا همان شار تلاطم­زدا ناشی می­شود.