کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7050978 1457253 2018 46 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Application of a modified pseudopotential lattice Boltzmann model for simulation of splashing phenomenon
ترجمه فارسی عنوان
استفاده از الگوریتم بولتزمن برای شبکه شبیه سازی پدیده اشباع
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
در این مطالعه، مدل بولتزمن یک شبکه چندبعدی یکپارچه اصلاح شده دو بعدی برای شبیه سازی نفوذ قطرات تک و دو در هر دو فیلم مایع ثابت و متحرک استفاده می شود. این مدل با توجه به قانون قدرت در شرایط گسترش طوقه، دقیق است. علاوه بر این، تراکم های همزیستی در فازهای مایع و گاز با تراکم ها، به دست آمده از راه حل تحلیلی ماکسول مقایسه می شود. اثرات تعداد رینولدز، تعداد وبر، تعداد باند، ضخامت فیلم مایع و تعامل دیواره با فیلم مایع در مورد قطره تک به صورت جداگانه مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که افزایش ضخامت فیلم مایع قطره قطره را بر روی لبه آزاد تاج قرار می دهد. همچنین مشخص شده است که سطح هیدروفی فیزیکی به علت نیروی انفجاری موجود بین فیلم دیواره و مایع، کاهش می یابد. شبیه سازی پدیده پاشش داخل یک شکاف نشان می دهد که شکل تاج به شکل مستطیل شکل و انحنای شکاف شکل می گیرد. شبیه سازی نیز برای دو قطره با تنظیمات افقی و عمودی انجام می شود. برای تنظیم افقی، تاج به مناطق مرکزی و جانبی تقسیم شده است. در مقایسه با جت های جانبی، جت مرکزی تاج بالاتر است. علاوه بر این، ترتیب عمودی قطرات، سطح مقطع لبه آزاد تاج را بالا می برد، بنابراین قطرات ثانویه در این شرایط شکل نمی گیرد. تا پایان این مطالعه، اثر دیوار رو به پایین حرکت در اثر ضربه قطره دوتایی مورد بررسی قرار گرفته است، و مشخص شده است که با افزایش سرعت حرکت متحرک، ارتفاع تاج در منطقه مرکزی و طرف پایینتر از آن کاهش می یابد. علاوه بر این، اثر دیوار متحرک در سمت بالادست متفاوت است و مکانیزم پاشش می تواند در این قسمت یا سرکوب یا افزایش یابد. در حقیقت، عملکرد دیوار در حال حرکت در بالادست بستگی به شرایط ضربه و اعداد حقیقی بدون ابعاد دارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
استفاده از الگوریتم بولتزمن برای شبکه شبیه سازی پدیده اشباع
چکیده انگلیسی
In this study, a two dimensional modified pseudopotential single-component multiphase lattice Boltzmann model is utilized to simulate impingement of single and double droplets on both stationary and moving liquid films. The model is confirmed to be accurate according to the power law in terms of crown spreading. In addition, coexistence densities at both liquid and gas phases are compared with densities, obtained by Maxwell analytical solution. The effects of the Reynolds number, Weber number, Bond number, liquid film thickness, and wall interactions with liquid film for the case of single droplet are individually investigated. The results prove that the enhancement of liquid film thickness postpones the droplet break-up on the crown's free edge. It is also found that, the hydrophobic surface abates the splashing mechanism due to the existing repulsive force between wall and liquid film. Simulation of splashing phenomenon inside a slit indicates that the crown formation follows the rectangular and curvature shape of the slit. The simulation is also carried out for two droplets with horizontal and vertical arrangements. For the horizontal arrangement, the crown is divided into central and lateral regions. In comparison with lateral jets, crown's central jet is higher. Furthermore, droplets' vertical arrangement elevated the cross section of the crown's free edge, therefore the secondary droplets do not form in this condition. Up to the end of this study, the effect of the bottom moving wall on the binary droplet impact is examined, and it is found that by increasing the moving wall's velocity, the crown height at the central region and the downstream side abates. Moreover, the effect of moving wall at the upstream side is different, and the splashing mechanism can be either suppressed or enhanced at this side. In fact, the moving wall performance at the upstream depends on the impact conditions and the governing non-dimensional numbers.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: European Journal of Mechanics - B/Fluids - Volume 70, July–August 2018, Pages 19-35
نویسندگان
, ,