بررسی عددی رفتار رسوب گذاری جریان گل آلود رهاسازی توده در محیط دارای لایه بندی

دسته مهمی از جریان های چگال، جریان های گل آلود نامیده می شوند که اختلاف چگالی، به خاطر حضور ذرات جامد معلق در سیال ایجاد می شود. در این مقاله شبیه سازی عددی سه بعدی جریان چگال حاوی ذره رهاسازی توده، به منظور بررسی هیدرودینامیک جریان در محیط دارای لایه بندی چگالی ارائه شده است. شبیه سازی ها به روش شبیه سازی گردابه های بزرگ، با فیلتر جعبه ای سه بعدی، روش اسماگورینسکی دینامیک و تابع میرایی وندریست انجام شده است نتایج به دست آمده در حضور لایه بندی تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند. هم چنین حضور لایه بندی چگالی در محیط، باعث کاهش قابل توجه سرعت پیشروی جریان می شود ولی تاثیر به سزایی برروی الگوی رسوب گذاری ندارد. علاوه بر این، نتایج به دست آمده نشان داد که افزایش شیب، افزایش رسوب گذاری را در پی دارد. هم چنین، مشاهده شد که افزایش قطر ذرات، باعث کاهش مومنتوم جریان و در نتیجه افزایش رسوب گذاری شده است. با هدف نمایش دقیق تر برهم کنش ذرات روی هم، سرعت سقوط ذرات به صورت متغیر با غلظت نیز در نظر گرفته شده است. نتایج این تحلیل نشان می دهد که متغیر درنظر گرفتن سرعت سقوط ذرات در مراحل اولیه پیشروی جریان باعث تغییر ناچیزی در سرعت پیشانی می شود ولی در ادامه در نظر گرفتن سرعت سقوط متغیر برای ذرات سرعت بیشتری را برای پیشانی جریان پیش بینی می کند.