تحلیل هیدرودینامیکی جریان دو فازی در خطوط انتقال با استفاده از روش طیفی

مطالعه شرایط حاکم بر خطوط انتقال جریان سیال، نقشی اساسی در صنایع، اقتصاد انرژی و مولفه های وابسته به آن دارد. پیش بینی رفتار فصل مشترک در جریان دو فازی لایه ای و چگونگی اثر کشش سطحی در شکل گیری آن یکی از چالش های اساسی در مسایل مربوط به جریان سیال است. در مطالعه حاضر از روش طیفی به منظور حل معادلات و شبیه سازی آن ها استفاده شده است. در این شبیه سازی دو سیال متحرک در فازهای متفاوت بصورت موازی و در طول یک کانال در حال پیشروی در نظر گرفته شده اند. به منظور افزایش دقت مدل دو فشاری همراه با کشش سطحی موثر بر آن در شبیه سازی انتخاب شده است. جهت بررسی رفتار طول موج در فصل مشترک دو فاز یک اغتشاش کوچک به آن القا و نتایج بصورت عددی و تحلیلی ارایه گردیده است. در بخش مطالعه عددی، روش طیفی با استفاده از یک تابع مثلثاتی به منظور حل معادلات حاکم به کار گرفته می شود. در روش طیفی به منظور خطی سازی مولفه های غیرخطی از روش نیوتنی استفاده گردیده است. به منظور ارزیابی دقت روش طیفی، معادلات با یک روش اختلاف محدود نیز حل می گردند. در ادامه و به منظور اعتبارسنجی مدل، نتایج حاصل از روش های طیفی و اختلاف محدود با حل دقیق مورد مقایسه قرار می گیرند. نتایج این مقایسه نشان می دهد که روش طیفی دقیق ترین روش در پیش بینی محدوده ناپایداری میدان حل می باشد. این برتری نشان دهنده توانایی روش طیفی در حل مسایل جریان دو فازی بوده که قابلیت تعمیم به هندسه های پیچیده در شبیه سازی های کاربردی را دارا خواهد بود.