شیبه سازی عددی و مدل تحلیلی برخورد مایل قطره با سطح زیر لایه در فرآیند لایه نشانی به روش پاشش حرارتی

در این پژوهش برخورد مایل قطره با سطح جامد در فرآیند لایه نشانی پاششی به روش های عددی و تحلیلی، مورد مطالعه قرار گرفته است. در شیبه سازی عددی برای ردیایی سطح مشترک مایع-گاز و تبادل جرم، از روش نسبت حجمی سیال در گامهای مختلف زمانی استفاده شده و زاویه تماس قطره با سطح جامد براساس دو زاویه تماس پیشرونده و پسرونده، در نظر گرفته شده است. با موازنه انرژی های قطره، قبل و بعد از برخورد با سطح، یک مدل تحلیلی برای محاسبه حداکثر پخش قطره در برخورد مایل با سطح، ارایه گردیده است. نتایج شیبه سازی عددی که شامل تصاویر اسپلت (splat) حاصل از برخورد قطره با سطح برای آلیاژهای زیرکونیا (zirconia) و استرولوی (astroloy) می باشد با نتایج تجریی مقایسه شده که نشان دهنده دقت بالای حل عددی است. نتایج حاصل از محاسبات مدل تحلیلی نیز با نتایج آزمایشگاهی برای دو آلیاژ زیرکونیا و استرولوی مقایسه شده که توافق مطلوبی را نشان می دهد. مدل تحلیلی نشان می دهد که با کاهش زاویه برخورد و در اعداد رینولدز بالا، وابستگی مقدار حداکثر پخش قطره به عدد وبر افزایش یافته و برای مقادیر پایین عدد رینولدز و زوایای برخورد نزدیک به 90 درجه، مقادیر ثابت و یکسانی برای مقدار حداکثر پخش قطره به دست می آید.