آمار
| تعداد نشریات | 4 |
| تعداد شماره‌ها | 157 |
| تعداد مقالات | 1,855 |
| تعداد مشاهده مقاله | 1,017,318 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 790,841 |
پدیده شناسی رفتار قطره عبور‌کننده از یک محیط متخلخل در مقیاس حفره به روش شبکه بولتزمن | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده ، انتشار آنلاین از تاریخ 17 خرداد 1396 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2017.11848.5198 | ||
| نویسندگان | ||
ابوالفضل امیری هزاوه  1؛ محمد رضا سلیمی2؛ محمد طیبی رهنی3
| ||
| 1دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکزی | ||
| 2دکتری هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف | ||
| 3استاد/دانشگاه صنعتی شریف | ||
| چکیده | ||
| مطالعه جریان سیالات تک فاز و چند فاز در محیط متخلخل هم در طبیعت و هم در صنایع از اهمیت بالایی برخوردار است و مورد توجه طیف وسیعی از محققین قرار دارد. به طور خاص، اندرکنش قطرات با سطوح متخلخل در بسیاری از فرآیندها مانند اسپری برگ‌های گیاهان با آفتکش‌ها، چاپگرها، نفوذ باران و آب‌های سطحی به خاک کاربرد وسیعی دارد. هدف اصلی این پژوهش بررسی اثرات اندرکنش قطرات با یک محیط متخلخل است. قطرات از نظر ابعادی هم مقیاس با ابعاد حفره‌های محیط متخلخل هستند که در مواردی همچون نفوذ قطراتی با سایز خاص در بستر‌های سنگی و بحث فیلترینگ قطرات کاربرد دارند. در این پژوهش محیط متخلخلی که متشکل از موانع مربع شکل با ضریب تخلخل 8/0 بوده، در معرض یک جریان دوفاز قرار می‌گیرد. محیط متخلخل توسط فاز اولیه‌ای ترشده، مورد هجوم قطره‌ای قرار می‌گیرد. رژیم حاکم بر جریان غیردارسی می باشد. اعداد بدون بعد موثر فیزیک مذکور عدد رینولدز، عدد کاپیلاری و آنسرج می‌باشند. در این پژوهش مقادیر فشار بی بعد وارده، 000108/0، 000144/0 و 000180/0 و محدوده آنسرج مورد بررسی 19/0-76/0 می‌باشند. فاکتورهای مرتبط با قطره و فاز زمینه (خواص سیالی)، مانند تنش سطحی و نسبت چگالی قطرات در کنار خصوصیات جریان (مانند فشار وارده) بسیار موثر بوده و تنوعی از حالات شکست قطرات را به وجود می‌آورد که در قالب مطالعه جامع پارامتریک مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. انواع حالات شکست قطره، طبقه‌بندی شده و در قالب تصاویر شاخص هر حالت، ارائه می‌شوند. درعین حال، تفکیک این حالات در نمودار رینولدز- آنسرج نیز (به عنوان یک نقشه رفتار شناسی شکست قطره بر حسب دو عدد بدون بعد و فشار وارده) صورت گرفته است. نتایج شبیه‌سازی‌های صورت گرفته قابلیت پیش بینی رفتار قطرات در محیط متخلخل را به کمک نمودار‌های ارائه شده، در کنار مقایسه نسبی تاثیر پارامترهای موثر را امکان‌پذیر می‌سازند. همچنین، روش شبکه بولتزمن که در محیط متخلخل و جریان‌های چندفازی قابلیت و انعطاف‌پذیری بالایی نشان داده، مورد استفاده قرار گرفته است. | ||
| کلیدواژه ها | ||
| محیط متخلخل؛ مقیاس حفره؛ جریان دوفاز؛ قطره؛ روش شبکه بولتزمن | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Phenomenological Study of Droplet Behavior Passing through a Porous Medium at Pore-scale, Using Lattice Boltzmann Method | ||
| نویسندگان [English] | ||
| abolfazl amiri-hezaveh, Mohammadreza Salimi | ||
| چکیده [English] | ||
| Single-phase and multi-phase flows in porous media, both in nature and in industries, are very important to a wide range of researchers. Specifically, they have many applications in processes such as plant leaf sprays, pesticides, printers, and penetration of rain or surface waters to the soil. The main objective of this research is the analysis of droplet interaction with a porous medium. The droplets are of similar scale with the pores of the porous medium, which its applications are penetration of droplet with specific size into the bed rocks and filtering of droplets. In the study, the porous medium consists of square obstacles with porosity value of 0.8, is exposed to a two-phase flow. The porous medium that is wetted by primary phase is intruded by a droplet. The regimes of the flow is non-Darcian. The effective dimensionless numbers of the physics are Reynolds, Capillary, and Ohnesorge number. The values of exerted dimensionless pressure in the study are 0.000108, 0.000144, and 0.000180 and the range of Ohnesorge is 0.19-0.76. The factors connected with droplet and secondary phase (related to fluid’s properties), such as surface tension and density ratio along with flow characteristics (such as exerted pressure) are effective and create variations in the behavior of droplet breakup, which in the frame of a comprehensive parametric study, are investigated. The types of droplet breakup, categorized and are presented by characteristic pictures of each case. Moreover, the zoning of each case in Re-Ohn Figure (as a droplet phenomenological breakup map on the basis of two dimensionless number and exerted pressure) is done. The results of the simulations, show the ability to predict droplet behavior in the porous medium using presented charts and moreover, make a comparison on relative effect of effective factors, are the redeeming features of this study. In this study, Lattice Boltzmann method is used as the numerical method that shows a high degree of capabilities and flexibility in relation with multi-phase flows and porous media | ||
| کلیدواژه ها [English] | ||
| Porous Media, Pore Scale, Multiphase Flow, Droplet, Lattice Boltzmann Method | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 88 |
||
