شبیه‌سازی و بررسی ناپایداری غیر خطی انگشتی‌‌شدن لزج دو سیال قابل امتزاج در محیط متخلخل همگن

پدیده انگشتی‌شدن ناشی از ناپایداری سیال در محیط متخلخل، کاربردها و نمونه‌های مختلفی در صنایع، فرآیندها و مسائل طبیعی دارد. در سال‌های اخیر، مطالعات متعددی بر روی پایداری در محیط متخلخل توسط محققین صورت گرفته‌است. با توجه به اینکه پایداری جریان قابل امتزاج در محیط‌های متخلخل، یکی از مسائل کلاسیک به شمار می‌رود، در این مقاله با شبیه‌سازی غیر خطی ناپایداری انگشتی‌شدن لزج، در محیط همسان‌گرد، به بررسی آن پرداخته‌ایم. با استفاده از روش طیفی و به کاربردن تبدیل فوریه سریع، معادلات بازنویسی و ناپایداری شبیه‌سازی شد. با در نظر گرفتن طول اختلاط، بازدهی و میانگین غلظت عرضی به‎عنوان پارامترهایی جهت تشخیص میزان ناپایداری و بررسی آنها به ازای شرایط مختلف نسبت تحرک، مساله ناپایداری، زمان رشد و اغتشاش و شدت آن مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش میزان نسبت تحرک، از بازدهی کاسته و به طول اختلاط افزوده می‌شود. همچنین با تحلیل نمودار طول اختلاط و استفاده از حل دقیق، زمان شروع انگشتی اولیه را مورد بحث قرار دادیم. سپس الگوهای انگشتی مورد بررسی قرار گرفت و یک الگوی جدید برای اولین بار مشاهده و نام‌گذاری شد. همچنین با استفاده از برهم نهی بردار سرعت و کانتور غلظت، به‌صورت کامل تاثیر غلظت بر بردار سرعت و تاثیر هر دو پارامتر بر علت به وجود آمدن الگوی‌های مختلف انگشتی مورد بررسی قرار گرفت