شبیه سازی برخورد قطره با فیلم نازک مایع به کمک مدل چندفازی شبه پتانسیل

در این پژوهش استفاده از روش نیرویی اختلاف دقیق در مدل دوفازی شبه پتانسیل برای شبیه سازی پدیده ی برخورد قطره با فیلم نازک مایع در نسبت چگالی 1000 پیشنهاد شده است و اثرات نیروهای اینرسی، کشش سطحی و گرانش بوسیله ی اعداد بدون بعد رینولدز، وبر و باند به طور دقیق بررسی شده اند. برای این منظور نرم افزار متن باز پالابوس توسعه داده شده و روش اختلاف دقیق در آن اعمال شده است. نتایج شبیه سازی در اعداد رینولدز و وبر مختلف نشان می دهد که عدد وبر تاثیر بسیار کمی بر روی شعاع لایه ی تاج شکل دارد، در حالی که عدد رینولدز با شعاع تاج رابطه ی مستقیم دارد. ارتفاع تاج نیز با افزایش اعداد بدون بعد رینولدز و وبر افزایش پیدا می کند. بعلاوه مقایسه نتایج شبیه سازی حاصل از مدل شبه پتانسیل با مدل انرژی آزاد نشان می دهد که شکل تاج علاوه بر اعداد بدون بعد به مقدار کشش سطحی نیز وابسته است بطوری که با افزایش قابل توجه کشش سطحی و مقادیر اعداد بدون بعد یکسان ضخامت سر تاج افزایش می یابد. اثرات نیروی گرانش بوسیله عدد باند مورد تحقیق قرار می گیرد. بر اساس نتایج حاضر ارتفاع تاج بصورت قابل توجهی تحت تاثیر عدد باند قرار می گیرد. هنگامی که عدد باند کم می شود، شعاع و ارتفاع تاج افزایش می یابد. در نتیجه مدل پیشنهاد شده که قابلیت استفاده در نسبت چگالی بالا را داشته و در عین حال جریان پارازیتی کمی تولید می کند، می تواند برای بسیاری از مسائل دوفازی دیگر نیز مورد استفاده قرار گیرد.