تحلیل عددی ناپایداری کلوین-هلمهلتز در جریان دوفازی stratified با استفاده از مدل well posed

در این پروژه ناپایداری کلوین هلمهلتز که یک ناپایداری فیزیکی در جریان دوفازی جدا شده افقی (stratified) می باشد، به روش عددی مدلسازی شده است . مدل بکار رفته، یک مدل دوسیالی، با هشت معادله و دو فشار برای دو فاز می باشد. این مدل نسبت به مدلهای تک فشاری از فیزیک بهتری برخوردار بوده و خوش رفتاری (well-posedness) معادلات خود را تضمین می کند. معادلات میدان به روش تفاضل محدود، با استفاده از متد doner cell حل شده اند. مسئله مورد حل در این پروژه جریان جدا شده افقی سیال آب و هوا در یک کانال می باشد. یک اغتشاش اولیه کوچک در سطح حایل بین دو فاز اعمال شده و شرایطی که در آن این اغتشاش کوچک رشد کرده و نهایتا جریان به رژیم "wavy" تغییر شکل می دهد، بررسی شده است . پارامترهایی همچون: سرعت های دوفاز، نسبت حجمی دو فاز، طول امواج تشکیل شده در کانال، آنتروپی فازها، فشار فازها و وزن مخصوص سیالها در این فرآیند مورد بررسی قرار گرفتنه اند. نتایج بدست آمده بیانگر این است که اگر اختلاف سرعت دو فاز از یک حد بیشتر باشد، اغتشاش رشد کرده و جریان دچار ناپایداری می شود. همچنین مشاهده شد که با کاهش طول موج حد پایداری کاهش می یابد. نتیجه دیگر اینکه با افزایش نسبت حجمی گاز حد پایداری افزایش پیدا می کند. ضمنا پروفیل فشار هوا روی امواج داخل لوله رسم شده که تاییدکننده نتایج تجربی می باشد. نتیجه مهم دیگر اینکه عدم وابستگی شدید جوابها به افزایش تعداد سلولهای محاسباتی به عنوان یکی از نشانه های "well-posedness" در کار حاضر مشاهده گردید.