مقایسه و توسعه مدل چند فازی شبه‌-پتانسیل برای معادلات حالت مختلف

Abstract

تاکنون مدل‌های متعددی به‌منظور ترکیب نمودن معادلات حالت با مدل شبه‌پتانسیل پیشنهادشده است. در این مقاله، معادلات حالت مختلف بر پایه‌ی مدل گانگ و چنگ در جریان‌های تک جزئی- چند فازی به کمک روش شبکه بولتزمن بررسی‌شده است. در ابتدا، هشت معادله در 4 دسته طبقه‌بندی‌شده که شامل معادله حالت شان و چن، معادله حالت مکعبی، معادله حالت غیر مکعبی و معادله حالت ترکیبی مکعبی و غیرمکعبی می‌باشند، بررسی‌شده‌اند. نتایج این بررسی نشان می‌دهد که هر نوع از معادلات حالت به‌طور نسبی جریان‌های پارازیتی و بیشینه نسبت چگالی قابل‌دستیابی یکسانی دارند. به علاوه، اگرچه با انتخاب یک پارامتر وزنی مناسب برای هر معادله حالت خطای شبیه-سازی به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد، نتایج این بررسی نشان می‌دهد که دستیابی به یک پارامتر ثابت برای معادله حالت غیرمکعبی غیرممکن است. بنابراین، ابتدا یک معادله جهت پیش‌بینی پارامتر بهینه برای معادلات حالت شان و چن و مکعبی ارائه‌شده است. هم‌چنین، یافته‌ها حاکی از آن است که مدل‌های غیرمکعبی، مکعبی و ترکیبی مکعبی و غیرمکعبی به ترتیب قابلیت استفاده در گستره وسیع‌تر دما و نسبت چگالی بزرگ‌تر را دارند. بنابراین در این مقاله، یک عبارت جدید برای محاسبه‌ی پارامتر وزنی مناسب که تابعی از دما است، در نظر گرفته‌شده است تا جایگزین پارمتر ثابت برای معادلات غیرمکعبی شود. نتایج به‌دست‌آمده با استفاده از این تابع، مطابقت بسیار خوبی با ساختار ماکسول(نتایج تئوری) حاصل از معادلات حالت را نشان می‌دهند.