روشی جدید برای دست‌یابی به نسبت چگالی‌های بالا و لزجت‌های کم بر پایه مدل دوفاز شان و چن در شبکه بولتزمن

Abstract

در این مقاله یک روش جدید برای دست‌یابی به نسبت‌ چگالی‌های بالا و لزجت‌های کم بر پایه مدل دوفاز شان و چن در روش شبکه بولتزمن ارائه می‌شود. در این روش جدید، نیروی برهمکنش و به دنبال آن تانسور فشار بصورت هدفمند اصلاح می‌شود بطوریکه امکان تنظیم چگالی فازها به منظور تطابق با مقادیر متناظر ترمودینامیکی حاصل از قانون مساحت‌های برابر ماکسول فراهم می‌گردد. این موضوع سبب افزایش قابل ملاحظه پایداری و در نتیجه دست‌یابی به اهداف مذکور می‌شود. از مزایای این روش، سادگی و یکسان بودن روند بکارگیری آن در مسائل دو و سه بعدی با استفاده از توابع برخورد یک زمانه یا چند زمانه است. به منظور اعتبارسنجی این روش، ابتدا تطابق مقادیر چگالی فازها در دماهای زیربحرانی مختلف با مقادیر متناظر حاصل از قانون ماکسول نشان داده می‌شود، سپس صحت قانون لاپلاس برای قطره بررسی می‌گردد، در ادامه مقدار سرعت‌های ساختگی پیرامون سطح منحنی قطره بررسی شده و در نهایت مسئله شکستن سد مایع شبیه‌سازی و نتایج آن با داده‌های آزمایشگاهی مقایسه می‌شود. نتایج نشان از پایداری بالا و توانایی مدل بهبود داده شده برای شبیه‌‌سازی مسائل مختلف جریان دوفاز در محدوده وسیعی از نسبت چگالی‌ و لزجت دارد.