کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
657627 1458072 2014 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Numerical investigation on the head-on collision between unequal-sized droplets with multiple-relaxation-time lattice Boltzmann model
ترجمه فارسی عنوان
بررسی عددی بر روی برخورد سر در بین قطرات نابرابر با مدل شبکۀ چندگانه آرام ساز مدل بولتزمن
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
برخورد قطره پدیده اساسی و مهم در جریان چند مرحلهای است. در مقایسه با برخورد قطره ای برابر، موارد نابرابر بسیار کمتر مورد بررسی و درک قرار گرفته است. در مطالعه حاضر، مدل چند ضلعی بولتزمن شبکه نسبت مسافت بالا پیشنهاد شده توسط لی و همکاران. (2010) و لی (2009) در ترکیب چند زمانه آرامش در مختصات استوانه ای محور، که در دستیابی به هر دو نسبت تراکم بالا و ویسکوزیته پایین، تحقق می یابد. با استفاده از این مدل، برخورد قطره ای بین قطرات نابرابر اندازه گیری شده از جنبه های نسبت قطر، تعداد اوونزوره (اوه) و تعداد وبر (ما) با بحث در مورد اثرات آنها بر تحولات زمانی حل قطره شکل، میدان جریان و فرآیند مخلوط کردن. مشخص شده است که نسبت قطر در تعیین پویایی و نتیجه قطرات بسیار مهم است، زیرا در قطر نسبت کم قطره کمی تغییر شکل داده و ویژگی های انتشار موج سطح را نشان می دهد. در حالی که با افزایش نسبت قطر، قطره به طور گسترده تر و متقارن تغییر شکل می دهد، که به راحتی می تواند جداسازی بازتابی ایجاد شود، و احتمالا حباب گاز در قطره در نسبت قطر متوسط ​​قرار می گیرد. علاوه بر این، یافته شده است که قطرات اولیه کوچکتر تمایل به گسترش و یا نفوذ بیشتر به بزرگتر با افزایش نسبت قطر، در حالی که الگوی مخلوط ؟؟ (نسبت به قطر نسبتا مستحکم تحت تاثیر قرار گرفته است). تعداد آه ها بر فرآیند مخلوط کردن بیشتر از پویایی قطره و نتیجه تاثیر می گذارند، زیرا در مقدار کم آ ی، قطرات کوچکتر به طور محوری به داخل یک بزرگتر نفوذ می کنند، در سطح متوسط ​​آه تمایل به گسترش در سطح بزرگتر است، در حالی که در اوه شماره بالا آن را در سمت اول آن تجمع می دهد. تاثیر شماره ما در مخلوط کردن با نسبت آلی و قطر ارتباط دارد. همانطور که تعداد ما افزایش می یابد، در تعداد زیاد آه، قطره اولیه کوچکتر به طور گسترده ای روی سطح بزرگتر گسترش می یابد؛ در قطر پایین آه، قطر اولیه کوچکتر نفوذ عمیق تر به نسبت بزرگتر در نسبت قطر کم، در حالی که تمایل به گسترش در یک طرف بزرگتر با نسبت قطر بزرگ است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
بررسی عددی بر روی برخورد سر در بین قطرات نابرابر با مدل شبکۀ چندگانه آرام ساز مدل بولتزمن
چکیده انگلیسی
Droplet collision is a fundamental and important phenomenon in multiphase flow. Compared with equal-sized droplet collision, unequal-sized cases have been much less examined and understood. In the present study, the high density ratio lattice Boltzmann multiphase model proposed by Lee et al. (2010) and Lee (2009) is realized into the multiple-relaxation-time formulation in the axisymmetric cylindrical coordinate, which succeeds in achieving both high density ratio and low viscosity. Using this model, the head-on droplet collision between unequal-sized droplets is investigated from the aspects of the diameter ratio, Ohnesorge number (Oh), and the Weber number (We) by discussing their effects on the time-resolved evolutions of droplet shape, flow field, and the mixing process. It is found that the diameter ratio is crucial in determining the droplet dynamics and outcome, since at low diameter ratio the droplet deforms slightly and exhibits the characteristics of surface wave propagation. Whereas, as the diameter ratio increases the droplet deforms more largely and symmetrically, which is easier to result in reflexive separation, and gas bubble is likely to be entrapped in the droplet at medium diameter ratio. Besides, it is found that the initial smaller droplet tends to spread or penetrate more into the larger one with increasing diameter ratio, while the “mixing pattern” (whether axially nailed into, or penetrate/spread from the side) is not obviously affected by the diameter ratio. The Oh number is found to affect the mixing process more than the droplet dynamics and the outcome, since at low Oh number the smaller droplet penetrates axially into the larger one, at medium Oh number it tends to spread on the larger one's surface, while at high Oh number it accumulates at its initial side. The effect of We number on mixing is found to be relevant with the Oh number and diameter ratio. As We number increases, at high Oh number the initial smaller droplet spreads more widely on the larger one's surface; at low Oh number, the initial smaller droplet penetrates axially deeper into the larger one at low diameter ratio, while tends to spread on the larger one's side surface at large diameter ratio.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 70, March 2014, Pages 629-640
نویسندگان
, , ,