مطالعه عددی تاثیر خواص الاستیک سیال بر برخورد مایل قطره بر لایه سیال

Abstract

در مقاله حاضر تشکیل و رشد تاج بر اثر برخورد مایل قطره بر لایه سیال در سیالات غیرنیوتنی ویسکوالاستیک به صورت عددی و در حالت دو بعدی تحت بررسی قرار گرفته است. از روش حجم محدود جهت مدلسازی معادلات حاکم و از روش حجم سیال جهت ردگیری سطح آزاد بین دو سیال استفاده شده است. در این مطالعه از مدل اولدروید- بی (Oldroyd-B) به عنوان معادله ساختاری جهت مدلسازی فاز سیال ویسکوالاستیک استفاده شده است. در تحلیل عددی حاضر تشکیل و رشد زمانی هندسه تاج مورد تاکید است و تاثیر نیروهای الاستیک سیال و کشش سطحی بر روی آن مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بیانگر آن است که افزایش در مقدار عدد وایزنبرگ، نسبت ویسکوزیته و عدد وبر سبب افزایش در مقادیر ارتفاع ( ) و طول پخش ( ) بدون بعد تاج در زمان‌های مختلف می‌شود. از طرفی در سیالات ویسکوالاستیک افزایش زاویه برخورد در کنترل متغیر ارتفاع هندسه تاج اثر قابل ملاحظه‌ای دارد و از طرف مقابل تاثیر چشمگیری بر طول پخش ندارد. همچنین نتایج بیانگر آن است که با افزایش ضخامت لایه سیال ارتفاع تاج افزایش و تغییرات طول پخش تاج روند کاهشی به خود می‌گیرد. از مهمترین نتایج قابل حصول از تحقیق حاضر می‌توان به تاثیر شگرف توامان خاصیت الاستیک سیال و کشش سطحی بر گسترش ابعاد تاج تشکیل شده از برخورد مایل قطره سیال اشاره کرد.