بررسی اثر شیب های متوالی بر تغییر شکل حباب رژیم جریان دوفازی پلاگ به روش عددی حجم سیال

در تحقیق حاضر، حرکت حباب هوا در مایع ساکن و جریان دوفازی در کانال با روش دوفازی حجم سیال (vof) شبیه سازی عددی شده است. به این منظور، معادلات ناویر استوکس برای سیال تراکم ناپذیر لزج با روش حجم محدود در شبکه هم مکان حل شده است. برای ردیابی سطح مشترک دو فاز از روش بازسازی سطح مشترک تکه ای خطی (plic) استفاده شده است. نیروی کشش سطحی با مدل نیروی سطحی پیوسته (csf) مدلسازی شده است. برای صحت آزمایی کد، مسائل حفره درپوش متحرک و شکستن سد شبیه سازی شده است. حرکت حباب در کانال تک شیب با شیب 5 تا 90 درجه نسبت به افق مورد بررسی قرار گرفت که نتایج مطابق با آزمایش نشاندهنده زاویه 45 درجه زاویه بحرانی سرعت حباب است. در ادامه، حرکت حباب در دو شیب متوالی در حالت های مختلف شبیه سازی شده است. در محل تغییر شیب، بدلیل حرکت مایع تحت نیروی گرانش، یک گردابه تشکیل می شود. این گردابه باعث تغییر شکل و سرعت حباب می شود. گردابه در تغییر شیب کم به زیاد، موجب پخ شدن نوک حباب و کاهش سرعت آن شده و در تغییر شیب زیاد به کم، موجب تیز شدن نوک حباب و افزایش سرعت آن می شود. بیشینه سرعت متوسط حرکت حباب در دو شیب متوالی با شیب اول 60 و شیب دوم 30 درجه بدست آمد. همچنین جریان دوفازی آب و هوا به صورت سه بعدی و مغشوش در کانال افقی و شیبدار با استفاده از نرم افزار متنباز اپنفوم شبیه سازی شده است. نتایج بدست آمده با نتایج تجربی آزمایشگاه جریانهای چندفازی دانشگاه تربیت مدرس مقایسه شده و مطابقت خوبی نشان میدهد.