شبیه سازی عددی شکست جت مایع با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH)

در این مقاله شکست جت مایع با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار که یک روش عددی لاگرانژی بدون شبکه است، شبیه سازی شده است. بدین منظور، ابتدا معادلات حاکم بر سیال براساس روش هیدرودینامیک ذرات هموار گسسته سازی شد. در این تحقیق از کد متن باز اسفیزیکس برای حل عددی استفاده و همچنین با افزودن اثرات کشش سطحی، کد مذکور توسعه داده شده است. سپس روش ارائه شده با استفاده از مساله نمونه شکست سد با مانع اعتبارسنجی اولیه شد. در نهایت شبیه سازی جریان جت مایع دوبعدی و بررسی رفتار شکسته شدن آن برای جریان تک فاز انجام شده است. طول شکست مایع در رژیم ریلی برای شرایط مختلف جریان نظیر اعداد رینولدز و وبر متفاوت، محاسبه و با یک رابطه تجربی اعتبارسنجی شده است. تمامی حل های عددی برای دو تابع میانیاب وندلند و اسپلاین مکعبی انجام گرفت و در تمامی موارد تابع میانیاب وندلند منجر به نتایج با دقت بهتری شد. همچنین تاثیر لزجت سیال در طول شکست مایع نیز در نهایت مورد بررسی قرار گرفت. مدل سازی های انجام شده نشان داد که روش هیدرودینامیک ذرات هموار می تواند به عنوان یک روش بهینه برای مدل سازی پدیده شکست جت مایع مورد استفاده قرار گیرد.