مطالعه دینامیک برخورد قطره به سطوح منحنی آب دوست و آب گریز در نسبت های چگالی و لزجت بالا با استفاده از روش شبکه بولتزمن توسعه داده شده بر اساس معادله آلن-کاهن

در مقاله حاضر، یک الگوریتم عددی کارآمد و موثر بر اساس روش شبکه بولتزمن جهت شبیه سازی دوبعدی جریان های چندفازی در نسبت های چگالی و لزجت بالا توسعه داده شده است. کارآیی و دقت حل عددی حاضر جهت مدل سازی رفتار دینامیکی جریان های چندفازی با استفاده از اضافه کردن معادله آلن-کاهن برای مدل سازی دینامیک فصل مشترک بهبود داده شده است. همچنین، جهت افزایش کارآیی روش برای حل دینامیک قطرات در گستره وسیعی از سرعت های برخورد، از عملگر برخورد با زمان آرامش چندگانه استفاده شده است. جهت صحت سنجی و ارزیابی دقت حل، حالت تعادل یک قطره روی سطح صاف آب دوست و آب گریز مطالعه شده است. سپس، برخورد قطره روی سطح یک استوانه و یک حفره با در نظر گرفتن اثر شتاب گرانش بررسی شده و نتایج به دست آمده از حل حاضر با نتایج دیگران مقایسه شده که تطابق خوبی را نشان می دهند. همچنین، مطالعه تغییرات ارتفاع قطره روی سطوح آب دوست و آب گریز در ضخامت های مختلف فصل مشترک و در زاویه های تماس مختلف از نتایج این مطالعه است که شناخت خوبی از فیزیک پیچیده آنها ایجاد می کند. نتایج حاضر نشان می دهد که اضافه شدن معادله آلن-کاهن به معادله روش شبکه بولتزمن در کنار استفاده از زمان آرامش چندگانه منجر به توسعه یک روش عددی کارآمدی شده که با استفاده از آن، امکان مطالعه انواع جریان های چندفازی کاربردی در نسبت های چگالی 1000 و نسبت های لزجت 100 با دینامیک فصل مشترک پیچیده فراهم است.