نویسنده

• محمد حسن رحیمیان و محمد فرشچی

چکیده

این مقاله نتایج شبیه سازی چگونگی جریان در داخل و خارج قطره ای که توسط جریان سیال اطراف به در حرکت آمده است را ارائه می کند. به علت تغییر شکل و محل قطره، کلیۀ محاسبات یک جریان دوفازی در محدودۀ عدد ماخ پایین به صورت دقیق نسبت به زمان1 محاسبه می شود. میدان جریان داخل و خارج قطره در دو حالت بررسی شده است. اول قطره ای که به علت حرکت سیال اطراف به حرکت در می آید، و به آن قطرۀ همراه جریان می گویند. دوم قطره ای که به علت نیرویی مانند ثقل در سیال ساکن در حال حرکت بوده و در واقع در مقابل جریان مقاومت می کند، و به آن قطرۀ مقابل جریان می گویند. در این مقاله نشان داده شده است که عامل اصلی چرخش در داخل قطره وجود تنش برشی، که خود ناشی از اختلاف سرعت قطره با جریان اطراف است، خواهد بود. در قطرۀ مقابل جریان که نیروی برشی مداوم بر روی سطح قطره اعمال می شود.، گردابۀ کاملاً بزرگی ایجاد خواهد شد به طوری که میدان جریان گاز اطراف را نیز متاثر کرده و نقطۀ جدایش کاملاً به تعویق می افتد. لیکن در قطرۀ همراه جریان ابتدا به علت وجود تنش برشی چرخش ایجاد شده و سپس از بین می رود. عوامل موثر در میرایی چرخش نیری لزجت و تغییر شکل هستند. با کم شدن عدد رینولدز گاز و مایع نیروی لزجت زیاد شده و چرخش با سرعت بیشتری میرا خواهد شد. از طرف دیگر با افزایش عدد وبر تغییر شکل افزایش یافته و چرخش داخل قطره را از بین می برد.

واژگان کلیدی: حل عددی، جریان دوفازی، حرکت قطره، چرخش داخلی قطره

کلیدواژه‌ها

• حل عددی
• جریان دو فازی
• حرکت قطره
• چرخش داخلی قطره

عنوان مقاله [English]

Effect of Nondimensional Parameters On the Internal Circulation of a Liquid Drop Moving with the Surrounding Gas

نویسنده [English]

• M. H. Rahimian and M. Farshchi

چکیده [English]

The internal flow circulation dynamics of a liquid drop moving in a co- or counter-flowing gas stream has been numerically studied. The present work is concerned with the time accurate numerical solution of the two phase flow field at the low Mach number limit with an appropriate volume tracking method to capture motion and deformation of a liquid drop. It is shown that relative velocity between gas and liquid and the parameters controlling the deformation of the drop have the strongest influence on its internal circulation, too. The effects of the liquid Weber number, ranging from 8 to 32, and of gas stream Reynolds number, ranging from 1 to 20 are studied. It was revealed that the largest and the most lasting internal circulation are observed in drops with small deformation in high Reynolds number gas streams. In the case of counter-flowing gas stream, there is a strong internal circulation inside the liquid drop. The locations of the gas separation points on the drop are strongly influenced by the internal circulation of the drop, resulting in a complex wake dynamics.

Keywords: Numerical solution, Two phase flow, Moving droplet, Droplet internal circulation

کلیدواژه‌ها [English]

• Numerical solution
• Two phase flow
• Moving droplet
• Droplet internal circulation