شبیه‌سازی دو بعدی فرآیند جوشش فیلمی روی هندسه‌های پیچیده به روش ردیابی جبهه

Abstract

جوشش فیلمی کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف از جمله در مبدل‌های حرارتی دارد. شبیه سازی این پدیده جهت مطالعه انتقال حرارت مخصوصا روی هندسه‌های پیچیده برای پیش بینی رشد و حرکت حباب‌های بخار حاصل از آن اهمیت بسیاری در صنایع دارد. برای ردگیری مرز مشترک فازهای مایع و بخار از روش ردیابی جبهه استفاده شده است. در این روش با در نظر گرفتن تعدادی نقاط و المان‌های متصل به هم، مرز مشترک دو فاز مایع و بخار ساخته می‌شود. توسط این روش، جوشش فیلمی روی دو یا چندین استوانه شبیه سازی شده است. همچنین تاثیرات فاصله، زاویه و قطر برای دو استوانه مطالعه شده است. برای تعداد زیادی استوانه، تاثیرات آرایش‌های هندسی ساده و جابه‌جا شده و تعداد ردیف‌ها بررسی شده است و عدد ناسلت روی هر یک از استوانه‌ها به دست آمده است. فاصله بین دو استوانه تأثیر چندانی روی عدد ناسلت برای استوانه بالایی ندارد. در حالی که زاویه و قطر برای دو استوانه تأثیر قابل ملاحظه‌ای روی عدد ناسلت برای استوانه بالایی دارد. در آرایش ساده برای چند استوانه، عدد ناسلت برای استوانه‌های بالایی تقریبا یکنواخت است و بیشتر از استوانه‌های پایینی است. در آرایش جابه‌جا شده، عدد ناسلت در استوانه‌های بالایی متفاوت بوده و یکنواخت نیست و مقدار آن نسبت به آرایش ساده بیشتر است.