حل عددی جریان حبابی در یک کانال انحناء دار با استفاده از روش ردیابی جبهه

در این مقاله جریان حبابی تراکم ناپذیر ویسکوز در داخل کانال انحناء دار تحت اثر گرادیان فشار بصورت عددی با استفاده از روش رد یابی جبهه شبیه سازی شده است. برای اینکار معادلات ناویر استوکس به روش تفاضل مرکزی با دقت مکانی درجه دو گسسته سازی شده و با استفاده از الگوریتم تصویر با بهره گیری از پردازش موازی در مختصات استوانه ای حل شده است. شبکه استفاده شده از نوع شبکه جابه جا شده و یکنواخت می باشد. نتایج حاصل نشان می دهد که در صورت عدم وجود شتاب گرانش در مسئله، جریان در داخل کانال انحناء دار را می توان به دو ناحیه جدا از هم نسبت به صفحه میانی کانال تقسیم نمود. در واقع این صفحه، صفحه تقارن در جریان بدون حباب می باشد که مانع از اختلاط دو جریان نیمه بالا و نیمه پائین کانال می شود. در میدان بدون جاذبه تعداد 12 حباب با قطر 0.125 واحد طول دیواره، در جریان اصلی در نظر گرفته شده است که در لحظه شروع به صورت یکنواخت در داخل کانال توزیع شده اند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در نبود شتاب ثقل، حباب ها در نهایت به صورت آماری پایا شده و دارای مسیر حرکت ثابتی خواهند بود. در این حالت اثر پارامترهای فیزیکی مختلف مانند عدد رینولدز، انحناء کانال، عدد دین در حرکت حباب ها بررسی شده است.