شبیه سازی عددی پدیده شکسته شدن یک قطره در مسیر جریان گاز سرد و داغ و مطالعه دینامیک آن در میدان سه بعدی

در مقاله حاضر، شبیه سازی دینامیک قطره و فرآیند شکسته شدن آن در جریان گاز سرد و داغ انجام شده و تاثیر پارامترهای فیزیکی بر الگوی جریان دوفازی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا، از حل عددی معادلات ناویر-استوکس با دو معادله برای دنبال کردن فصل مشترک و مدل سازی تبخیر و تقطیر بین قطره و گاز داغ اطراف آن استفاده شده است. جهت اطمینان از صحت و دقت الگوریتم عددی انتخاب شده برای مدل سازی فرآیند انتقال فاز بین مایع و بخار آن در کنار فاز گاز، مسئله یک بعدی استفان و جریان کویت دوفازی شبیه سازی شده و نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با نتایج حل تحلیلی مقایسه شده است. سپس، دینامیک شکسته شدن قطره در مسیر جریان گاز سرد در شرایط مختلف جریان شبیه سازی شده و نتایج به دست آمده مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در نهایت، شبیه سازی دینامیک قطره و تبخیر و شکسته شدن آن در مسیر جریان گاز داغ انجام شده و نتایج حاصل از حل حاضر ارایه شده-است. نتایج به دست آمده در تحقیق حاضر نشان می دهند که نیروهای آیرودینامیکی و ناپایداری های کلوین-هلمهولتز و ریلی-تیلور نقش موثری در دینامیک قطره در مسیر جریان گاز سرد دارند.