شبیه سازی جریان چند فازی در فلوئنت

شبیه سازی جریان چند فازی در فلوئنت: (بخش دوم: رویکردها و روش های مختلف شبیه سازی جریان چندفازی در فلوئنت)

همزمان با توسعه دینامیک سیالات عددی، مدل های مختلفی برای شبیه سازی جریان چند فازی در فلوئنت پدید آمدند. امروزه دو روش مختلف برای بررسی جریان های چند فازی به شرح زیر تدوین شده است:

  1. دیدگاه اویلر-لاگرانژی (Euler-Lagrange Approach)
  2. دیدگاه اویلر-اویلری (Euler-Euler Approach)
  • دیدگاه اویلر-لاگرانژی (Euler-Lagrange Approach):

در این دیدگاه فاز اصلی و یا فاز سیال به صورت پیوسته با حل معادلات ناویراستوکس در نظر گرفته می‌شود، در حالی که فاز پراکنده یا فاز ثانویه با ردیابی مسیر حرکت تعداد زیادی از ذرات، حباب یا قطرات در داخل میدان حل شده مربوط به فاز اصلی بررسی می‌شود. فاز پراکنده می‌تواند جرم، مومنتوم و انرژی را با فاز سیال تبادل کند. در واقع در این دیدگاه مسیر حرکت تک تک ذرات در میدان حل شده فاز اصلی مشخص می‌شود.

این مدل به صورت قابل ملاحظه ای ساده می‌شود چنانچه بتوان از تاثیر ذرات مربوط به فاز ثانویه بر یکدیگر صرف نظر کرد (بدین معنی که از مبادله انرژی، جرم و مومنتوم بین ذرات فاز ثانویه بتوان صرف نظر کرد.)، فرض فوق مستلزم این است که فاز پراکنده، کسر حجمی کمی را در مقایسه با فاز اصلی در بر بگیرد حتی اگر دبی جرمی فاز پراکنده بیشتر از دبی جرمی سیال باشد. از آنجا که مسیرهای ذرات مشخص است، این دیدگاه برای مدل کردن خشک‌کن‌های اسپری، احتراق سوخت مایع و زغال سنگ و برخی از جریان‌های حاوی ذرات (particle -laden flow) است اما برای مدلسازی مخلوط‌های مایع-مایع، بسترهای سیال یا هر کاربرد دیگری که کسر حجمی فاز ثانویه قابل صرف‌نظر کردن نباشد، مناسب نمی‌باشد.

برای استفاده از این دیدگاه در نرم‌افزار ANSYS FLUENT باید مطابق تصویر زیر، مدل  Discrete Phase Model (که به اختصار DPM نیز نامیده می شود) را در بخش Models فعال نمود.

شبیه سازی جریان چند فازی در فلوئنت

  • دیدگاه اویلر-اویلری (Euler-Euler Approach)

در دیدگاه اویلر-اویلر، فازهای مختلف هر یک به صورت جداگانه پیوسته در نظر گرفته می‌‌شوند. از آنجا که حجم یک فاز نمی‌تواند توسط فازهای دیگر اشغال شود، مفهوم کسر حجمی فازی (Phasic Volume Fraction) معرفی می‌شود. کسرهای حجمی توابع پیوسته‌ای از زمان و مکان در نظر گرفته می‌شوند و مجموع آن‌ها در هر المان برابر یک است. معادلات بقا برای هر فاز به صورت مجزا به دست می‌آیند که به لحاظ ظاهری ساختار این معادلات، برای همه فازها یکسان است.

برای استفاده از این دیدگاه در نرم ‌افزار ANSYS FLUENT، سه مدل مختلف شبیه سازی جریان چند فازی در فلوئنت وجود دارد که عبارتند از: مدل Volume of Fluid (VOF)، مدل Mixture و مدل Eulerian.

در خصوص مدل های فوق در بخش های آتی مبحث  شبیه سازی جریان چند فازی در فلوئنت توضیحات مفصل تری ارائه می‌گردد.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *