کاربرد روش نوآورانه شبکه بولتزمن آنتروپیک برای شبیه‌سازی جریان چند فازی در بستر متخلخل

Abstract

در این تحقیق، با استفاده از مدل جنبشی سرعت ثابت آنتروپیک که اخیراً معرفی شده و با بکارگیری مدل شبه-پتانسیل شان-چن، جریان دوفازی، سیال های تراکم ناپذیر و مخلوط نشدنی در بستر متخلخل مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در یک دهه‌ی گذشته، استفاده از مدل‌های جنبشی آنتروپیک برای شبیه‌سازی جریان‌های چند فازی و چند جزئی مورد توجه فراوان قرار گرفته است. عدم وجود تابع آنتروپی برای یک مدل جنبشی به معنی آن است که نمی‌توان وجود یک حالت تعادلی مشخص و معین را تحت تمامی شرایط جریان، در تمامی نقاط و در همه‌ی زمان‌ها، برای سیال مورد نظر تضمین نمود. از این رو شبیه‌سازی جریان‌های چند فازی با اختلاف دانسیته‌ی بالا، با استفاده از مدل‌های جنبشی متعارف (که قانون دوم ترمودینامیک را ارضا نمی‌نمایند) می‌تواند دچار ناپایداری‌های عددی گردد. در این تحقیق، دقت و پایداری مدل آنتروپیک سرعت ثابت جدید در مقایسه با مدل‌های شبکه بولتزمن متعارف با بررسی مسائلی همچون قانون لاپلاس، گستره زاویه تماس و شبیه‌سازی جریان در کانال دو بعدی، مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین جریان دو فازی در بستر متخلخل شبیه‌سازی و نتایج مربوط به ضریب نفوذپذیری نسبی برای ترشوندگی‌های مختلف ارائه شده است. نتایج بدست آمده با دقت بسیار خوبی منطبق بر نتایج ارایه شده توسط سایر محققین می‌باشد