شبیه سازی عددی رفتار دینامیکی سقوط دو قطره مجاور با استفاده از روش شبکه بولتزمن

در مقاله ی حاضر با استفاده از مدل پتانسیل بین مولکولی روش شبکه ی بولتزمن سقوط قطره ی منفرد و دو قطره ی مجاور یک دیگر در اثر نیروی وزن و در یک کانال عمودی با دیوارهای اطراف در شرایط متفاوت اثرات دیوار بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان داده است، اگر مرکز قطره ی رها شده، در زمان اولیه روی محور تقارن عمودی کانال باشد، این قطره روی همان محور تغییر شکل می دهد و روی خط مستقیم حرکت می کند؛ اما اگر در نزدیکی دیوار رها شود، به علت اثرات گوناگون، قطره از محور عمودی اولیه اش منحرف شده واگر عدد بی بعد اتوس خیلی پایین نباشد (Eo>5) حرکت نوسانی ایجاد می شود که با افزایش عدد بی بعد اتوس دامنه ی این نوسانات افزایش می یابد. اگر دو قطره که مرکز آن ها روی محور عمودی کانال با ارتفاع متفاوت قرار دارد رها شوند، به علت کاهش نیروی درگ در قطره ی بالایی در نهایت با هم برخورد کرده و تشکیل یک قطره ی بزرگ تر می دهند. در بخش پایانی مقاله نشان داده شد که اگر دو قطره در راستای عمودی و افقی متفاوت نسبت به هم رها شوند، تحت تاثیر اثرات نامتقارنی، تنش های ویسکوز و ساختار های پیچیده ی جریان و گردابه های اطراف قطره ها پدیده های جالبی مانند برخورد نامتقارن در عدد اتوس پایین و کشیده شدن قطره ی بالایی در عدد اتوس بالا مشاهده می شود.