به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Ghost Fluid Method » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «Ghost Fluid Method» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • محمدعلی بذر افکن، سید پدرام پورنادری*

    در این پژوهش، رفتار هیدرودینامیکی قطره نیمه رسانا تحت تاثیر میدان الکتریکی شبیه سازی می شود. از روش سطح تراز  برای ردیابی سطح مشترک و از روش سیال مجازی برای مدل کردن کمیت های ناپیوسته در سطح مشترک استفاده می شود. با استفاده از مدل نشت عایق تیلور، میدان الکتریکی و نیروی الکتریکی اعمالی به سطح مشترک دو سیال به دست می آید. نتایج شبیه سازی تغییر شکل قطره تحت اثر میدان الکتریکی و ایجاد جریان های القایی در داخل و خارج قطره را نشان می دهد. نوع تغییر شکل بسته به نسبت رسانایی الکتریکی و گذردهی الکتریکی قطره و سیال پیرامون به صورت کشیدگی در راستای میدان (پرولیت) و یا کشیدگی در راستای عمود بر میدان (آبلیت) می باشد. اثر پارامترهای نسبت رسانایی الکتریکی و نسبت لزجت روی رفتار هیدرودینامیکی قطره بررسی می شود. بر اساس نتایج، با افزایش این کمیت ها مقدار تغییر شکل قطره افزایش می یابد. همچنین با افزایش نسبت رسانایی الکتریکی و نسبت لزجت، آهنگ افزایش تغییر شکل قطره کاهش می یابد.

    کلید واژگان: میدان الکتریکی, قطره نیمه رسانا, روش سطح تراز, روش سیال مجازی}

    In this research, hydrodynamic behavior of a leaky dielectric droplet under an electric field is simulated. The level set method is used for interface tracking and the ghost fluid method is used for modeling discontinuous quantities at interface. Using Taylor’s leaky dielectric model, electric field and electric force at the interface is calculated. Simulation results show the droplet deformation and induced flows inside and outside the droplet under an electric field. Droplet deformation dependent on the electric conductivity and electric permittivity ratio of droplet and surrounding fluid can be as elongation in electric field direction or perpendicular to it. The effect of electric conductivity ratio and viscosity ratio on hydrodynamic behavior of droplet is studied. According to the results, increase in these quantities increases the deformation of droplet. Also, the enhancement rate of droplet deformation is decreased by enhancement of electric conductivity ratio and viscosity ratio.

    Keywords: Electric field, Leaky dielectric droplet, Level-set method, Ghost fluid method}
  • رضا خان پور، سیدپدرام پورنادری*

    تزریق مایع به یک مایع مخلوط نشدنی دیگر و شکست آن و تولید قطرات در بسیاری از فرآیندهای صنعتی نظیر فرآیند جداسازی مایع-مایع از اهمیت اساسی برخوردار است. در این پژوهش فرایند اسپری مایع و تشکیل قطره در رژیم چکیدن با استفاده از یک رویکرد نامیرا در مدل کردن سطح مشترک، شبیه سازی می گردد و تاثیر پارامترهای موثر بر این فرآیند مانند عدد وبر، عدد اهنسرج و عدد باند مورد بررسی قرار می گیرد. برای دنبال کردن سطح مشترک از روش سطح تراز استفاده می شود. برخی کمیت ها نظیر فشار و خواص سیال در سطح مشترک ناپیوسته هستند. در این تحقیق، ناپیوستگی ها در سطح مشترک با روش سیال مجازی اعمال می شود. مشاهده می گردد که با افزایش عدد وبر از 0027/0 به 1875/0، طول مایع خروجی حدود 7 درصد افزایش و زمان شکست مایع حدود 52 درصدکاهش می یابد. همچنین، با افزایش عدد وبر بازگشت مایع به سمت نازل بعد از جدایش قطره کمتر است. افزایش عدد اهنسرج از 0002/0 به 189/0 باعث افزایش طول مایع خروجی تقریبا به میزان 21 درصد و افزایش زمان شکست به میزان 151 درصد می شود. همچنین، در اعداد اهنسرج بزرگ تر بازگشت مایع به سمت نازل بیشتر است. افزایش عدد بانداز 7 به 39 باعث کاهش طول مایع خروجی تقریبا به میزان 26 درصد و کاهش زمان شکست به میزان 91 درصد می شود. در اعداد باند بزرگ تر، بازگشت مایع به سمت نازل کمتر است. نتیجه قابل توجه دیگر، کاهش اندازه قطرات تشکیل شده با افزایش عدد باند می باشد.

    کلید واژگان: تشکیل قطره, روش سطح تراز, روش سیال مجازی, رژیم چکیدن}
    Reza Khanpour

    Injection of a liquid into another immiscible liquid and its breakup and formation of droplets has a basic importance in many industrial processes such as liquid-liquid extraction. In this study, liquid spraying process and drop formation in the dripping mode is simulated using a sharp interface method and effect of important parameters on this process such as Weber number, Ohnesorge number and Bond number is investigated. The level set method is used for interface tracking. Some quantities such as pressure and fluid properties are discontinuous across interface. In this research, discontinuities at the interface are imposed using the ghost fluid method. It is observed that by increasing Weber number (from 0.0027 to 0.1875), the length of the outlet liquid is increased about 7 percent and the liquid breakup time is decreased about 52 percent. Also, at higher Weber numbers, the liquid return toward nozzle after droplet detachment is less. Increasing Ohnesorge number (from 0.0002 to 0.189) increases the length of the outlet liquid about 21 percent and breakup time about 151 percent. Also, at higher Ohnesorge numbers, the liquid return toward nozzle is higher. Increasing Bond number (from 7 to 39) leads to the reduction of the length of the outlet liquid and breakup time about 26 and 91 percent, respectively. Also, at higher Bond numbers, the liquid return toward nozzle is less. Another considerable result is the reduction of the size of formed droplets by enhancement of Bond number.

    Keywords: Drop formation, Level set Method, Ghost Fluid Method, Dripping regime}
  • محمد امدادی، سید پدرام پورنادری*
    در این تحقیق، فرآیند برخورد قطره آب به سطح جامد با استفاده از یک رویکرد نامیرا در مدل کردن سطح مشترک، شبیه سازی می گردد. این رویکرد بر مبنای حل معادلات مومنتوم و پیوستگی با اعمال شرایط پرش مناسب در سطح مشترک می باشد. از روش سطح تراز برای ردیابی سطح مشترک و از تکنیک سیال مجازی برای اعمال دقیق شرایط پرش در سطح مشترک استفاده می شود. بدین ترتیب از میرا کردن کمیت ها در عرض سطح مشترک اجتناب و ناپیوستگی آن ها در سطح مشترک حفظ می شود. مقایسه نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی و عددی، دقت روش عددی را تایید می کند. نتایج حاصل نشان می دهند که روش عددی مورد استفاده، در مقایسه با روش حجم سیال پیش بینی دقیق تری از رفتار قطره در فرآیند برخورد ارائه می دهد. اثر زاویه تماس قطره آب با سطح روی فرآیند برخورد بررسی می شود. در زوایای تماس کمتر از 90°، قطره آب پس از برخورد، روی سطح پخش می شود. ولی برای زوایای تماس بیشتر از 90°، قطره پس از پخش شدن شروع به جمع شدن می کند. در این حالت، پس از جمع شدن قطره امکان بلند شدن آن از روی سطح وجود دارد. با افزایش زاویه تماس، ماکزیمم شعاع پخش شدن قطره کاهش می یابد.
    کلید واژگان: برخورد قطره, روش سطح تراز, روش سیال مجازی, زاویه تماس}
    Mohammad Emdadi
    In this research, water droplet impact process on a solid surface is simulated using a sharp approach for interface modeling. This approach is based on the solving momentum and continuity equations and imposing appropriate jump conditions at the interface. The level set method is used for interface tracking and the ghost fluid method is used to impose jump conditions at the interface accurately. In this way, smearing of quantities across interface is prevented and discontinuities are preserved at interface. The accuracy of numerical procedure is approved via comparison of simulation results with experimental and numerical data. Simulation results show that the used numerical method in comparison with the VOF method, represents more accurate prediction of droplet behavior during impact process. The effect of contact angle between water droplet and surface on the impact process is investigated. For contact angles less than 90°, water droplet spreads on the surface after impact. But, for contact angles greater than 90°, droplet starts to recoil after spreading. In this case, it is possible that droplet rebound from surface after recoiling. Maximum spreading radius of droplet decreases by an increase in contact angle.
    Keywords: Droplet Impact, Level set Method, Ghost Fluid Method, contact angle}
  • لیلا دلبازنسب، سیدپدرام پورنادری*، محمدعلی بذرافکن
    در این پژوهش به شبیه سازی عددی قطره نیمه رسانای غیرنیوتنی تحت اثر میدان الکتریکی یکنواخت پرداخته می شود. هدف این تحقیق، مطالعه تاثیر میدان الکتریکی بر هیدرودینامیک قطره غیرنیوتنی و مقایسه رفتار قطرات نیوتنی و غیرنیوتنی تحت اثر میدان الکتریکی است. از مدل قانون توانی برای توصیف رفتار سیال غیرنیوتنی استفاده می شود. از روش سطح تراز برای تعیین موقعیت سطح مشترک و از روش سیال مجازی برای اعمال ناپیوستگی ها در سطح مشترک استفاده می شود. قطره غیرنیوتنی مشابه قطره نیوتنی تحت اثر میدان الکتریکی دچار تغییر شکل می شود. این تغییر شکل ممکن است به صورت کشیدگی در راستای میدان یا در راستای عمود بر آن باشد. با افزایش عدد مویینگی الکتریکی (نسبت نیروی الکتریکی به نیروی کشش سطحی) برای قطرات غیرنیوتنی با ثابت های توانی مختلف، تغییر شکل قطره افزایش می یابد. در این پژوهش، رفتار قطرات غیرنیوتنی با ثابت های توانی مختلف با یکدیگر مقایسه و مشاهده شد که با افزایش ثابت قانون توانی تغییر شکل قطره افزایش می یابد. بر طبق نتایج حاصل، تغییر شکل قطره رقیق شونده برشی از تغییر شکل قطره نیوتنی و تغییر شکل قطره نیوتنی از تغییر شکل قطره غلیظ شونده برشی کمتر است.
    کلید واژگان: تغییر شکل, قانون توانی, روش سطح تراز, روش سیال مجازی, میدان الکتریکی}
    L. Delbaznasab, S.P. Pournaderi*, M.A. Bazrafkan
    In this research, the deformation of a non-Newtonian leaky-dielectric droplet suspended in another non-Newtonian fluid under a uniform electric field is simulated. The aim of this research is the studying the effect of the electric field on the hydrodynamic of non-Newtonian droplets and also the comparison between the behavior of Newtonian and non-Newtonian droplets in the presence of an electric field. The power law model is used to describe non-Newtonian fluid behavior. The level set method is employed to determine the location of the interface. Also, the ghost fluid method is used to apply discontinuities at the interface. By applying an electric field, a non-Newtonian droplet deforms similarly to a Newtonian one. This deformation may occur either in the direction of the electric field or perpendicular to it. By increasing the electric Capillary number (ratio of electric force to surface tension force) the deformation of the non-Newtonian droplet with different power law constants increases. In this research, the behavior of different non-Newtonian droplets with different power constants was compared and it was observed that by an increase in the power law constant the drop deformation increases. According to the results, the deformation of a shear-thinning droplet under an electric field is less than the deformation of a Newtonian droplet and the deformation of a Newtonian droplet is less than the deformation of a shear thickening droplet.
    Keywords: Deformation, Power-Law, Level-Set Method, Ghost Fluid Method, Electric Field}
  • M. Emdadi, P. Pournaderi *
    In this research, droplet impact on a surface is simulated by using a sharp method for interface modeling. The level-set method along with the ghost fluid method is used to model interface in a sharp fashion. Different contact line models are compared and evaluated at both low and high impact velocities. On a hydrophobic surface, dynamic models developed by Hoffman and Jiang represent a more accurate prediction of droplet behavior during the impact process than the static and molecular kinetic dynamic models, especially at rebounding stage. At lower impact velocities, the Hoffman’s model represents better predictions. However, at higher impact velocities, the Jiang’s model is somewhat more accurate. The molecular dynamic model is not appropriate for high impact velocities. On a hydrophilic surface, at low impact velocities, the Jiang’s model represents satisfactory results, whereas the static and the Hoffman’s models cannot produce accurate results, after initial stages of the impact process. At high impact velocities, the static model shows considerable deviation from the experimental results. The effect of the contact angle on the dynamic behavior of the droplet is investigated. At contact angles lower than 900, the droplet only spreads on the surface after impact. However, at contact angles higher than 900, the droplet starts to recoil after spreading. In this case, it is possible that droplet rebounds from surface after recoiling. Maximum spreading radius of the droplet decreases by an increase in contact angle. At higher contact angles, less time is needed for the droplet to rebound from surface.
    Keywords: Droplet impact, Dynamic contact angle, Level-set method, Ghost fluid method}
  • A. Razmi, M. Taeibi, Rahni *, H. R. Massah, H. Terashima, H. Moezzi
    A front tracking/ghost fluid method was used to simulate fluid interfaces in a shock–bubble interaction problem. The method captures fluid interfaces, using explicit front-tracking and defines interface conditions, using the ghost-fluid method. In order to demonstrate the accuracy and the capability tracking of the approach used, an air-helium and anair-R22 shock-bubble interaction cases were simulated. The computational results were compared with reliable experimental and computational studies, showing close agreements.
    Keywords: Computational simulation, Front tracking, ghost fluid method, Shock-bubble interaction, Supersonic flow}
  • محمد رعیتی نژاد، سید پدرام پورنادری*
    هدف این تحقیق، مطالعه عددی تاثیر میدان الکتریکی یکنواخت روی هیدرودینامیک و تبخیر یک قطره عایق ساکن است. معادلات اساسی شامل معادلات پایستاری جرم، مومنتوم و انرژی در حالت تراکم ناپذیر می باشد. از روش سطح تراز به همراه روش سیال مجازی برای مدل کردن سطح مشترک استفاده می شود. نتایج عددی نشان می دهد که وجود تنش های الکتریکی در سطح مشترک منجر به تغییر شکل و کشیدگی قطره در راستای میدان الکتریکی می شود. میزان این تغییر شکل با افزایش نسبت نیروی الکتریکی به نیروی کشش سطحی (عدد مویینگی الکتریکی) افزایش می یابد. تغییر شکل حاصل در قطره با نتایج تحلیلی و عددی موجود مقایسه و تطابق خوبی بین نتایج مشاهده می گردد. در مرحله بعد، اثر میدان الکتریکی بر آهنگ تبخیر قطره بررسی می شود. اعمال میدان الکتریکی منجر به افزایش میزان تبخیر قطره می گردد. این افزایش ناشی از تغییر شکل ایجاد شده در قطره می باشد. تغییر شکل قطره از طریق افزایش سطح تماس قطره و سیال محیط و نیز ایجاد گرادیان های دمای بزرگ در اطراف قطره میزان تبخیر قطره را افزایش می دهد.
    کلید واژگان: قطره, تبخیر, میدان الکتریکی, سطح تراز, روش سیال مجازی}
    M. Rayatinezhad, P. Pournaderi *
    The purpose of this research is the numerical study of the effect of a uniform electric field on the hydrodynamic and evaporation of a perfect dielectric drop. Converning equations are the incompressible flow equations including conservation of mass, momentum and energy. The level set method along with the ghost fluid method is used to model the interface. Numerical results show that electric stresses at the interface cause drop deformation and elongation in the direction of electric field. The amount of this deformation is increased by an increase in the ratio of electric force to surface tension force (electric capillary number). Droplet deformation is compared with the available analytical and numerical results and good agreement is observed. In the next step, electric field effect on the drop evaporation rate is considered. Electric field causes enhancement of drop evaporation. This enhancement is due to the drop deformation. Drop deformation increases evaporation by enhancement of contact surface between the drop and environmental fluid and also by creating large temperature gradients around the drop.
    Keywords: Drop, Evaporation, Electric Field, Level set, Ghost Fluid Method}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال