شبیه سازی حباب تیلور در میکروکانال

رژیم جریان دوفازی غالب در میکرولوله ها، رژیم جریان اسلاگ است. در این حالت داخل کانال یک یا چند حباب مشخص وجود دارد. از این رو برای شبیه سازی جریان دوفازی در میکرو لوله ها معمولا با استفاده از روشهای پیگیری سطح صورت می گیرد.

روشهای پیگیری سطح


روشهای متنوعی پیگیری سطح وجود دارد از جمله:

  • روش حجم سیال
  • روش سطح هم تراز
  • روش تعقیب جبهه
  • روش میدان فاز

از میان روشهای بالا، روش حجم سیال به دلیل راحتی در پیاده سازی و همچنین قدرت در حفظ پایستاری جرم در اکثر نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی پیاده شده است. در نرم افزار اپنفوم روش حجم سیال در حلگر interFoam  وجود دارد.

شبیه سازی  جریان اسلاگ (حباب تیلور) با interFoam


در شبیه سازی حاضر حباب ساکن تحت تاثیر اختلاف در زاویه ی تماسی بین سطوح مختلف شروع به حرکت می شود. شماتیکی از هندسه در شکل زیر نشان داده شده است.

schematic of two-phase flow problem in micro channel

در میکرولوله ها ترم های سطحی بر ترم های حجمی غالب است بنابراین کشش سطحی و تنش های ویسکوز نسبت به ترم های اینرسی غالب هست.  جریان داخل میکرولوله آرام فرض می شود. زاویه ی تماس فصل مشترک با دیواره بصورت ثابت و دینامیک درنظر گرفته شده است.  نتیجه شبیه سازی در پایین دیده می شود.

simulation of slug bubble in micro channel with interFoam
pressure contour for slug bubble in micro channel. simulation is done with interFoam

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *