حل عددی جریان چندلایه هسته- حلقه با روان کار ویسکوپلاستیک به روش المان طیفی

هدف پژوهش حاضر شبیه سازی جریان چندلایه از نوع هسته- حلقه درون یک کانال دوبعدی است که در آن سیال نیوتنی در هسته قرار گرفته و بوسیله سیال ویسکوپلاستیک از نوع نظم یافته بینگهام به عنوان روانکار احاطه شده است. این شبیه سازی بر اساس تکنیک حجم سیال انجام گرفته، و در نواحی اختلاط دو سیال، تنش از درونیابی هارمونیک به دست آمده است. معادلات جریان و غلظت، به روش المان طیفی گسسته سازی مکانی شده اند. طرح تصحیح سرعت، به عنوان یک الگوریتم مرتبه بالا، برای جدا سازی متغیرهای سرعت و فشار برای جریان دو فاز با روان کار ویسکوپلاستیک توسعه، داده شده است. اعمال فرضیات جریان توسعه یافته، منجر به معادله غیر خطی در ناحیه پلاستیک جریان می شود که به صورت عددی حل شده و به عنوان حل نیمه تحلیلی شناخته می شود. این حل برای اعتبار سنجی نتایج المان طیفی، در کنار کارهای گذشته، استفاده شده است. اثر پارامترهای اصلی جریان، یعنی عدد بینگهام، نسبت لزجت دو سیال و ضخامت هسته، بر افت فشار و ضخامت ناحیه تسلیم نشده مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که در عدد رینولدز ثابت، عدد بینگهام نسبت به ضخامت هسته و نسبت لزجت دو سیال، تاثیر بیشتری بر افت فشار و ضخامت ناحیه تسلیم نشده دارد. همچنین توزیع متغیرهای ثانویه، شامل لزجت ظاهری و تنش برشی، در مقطع کانال ارایه شده و نشان می دهد وجود اختلاط در مرز دو سیال در عدد پکله محدود، باعث تفاوت بین حل عددی و نیمه تحلیلی می گردد.