Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmud Ashrafizadeh,Ebrahim Shirani,Seyed saeed Mortazavi
محمود اشرفی زاده (استاد مشاور) ابراهیم شیرانی چهارسوقی (استاد مشاور) سیدسعید مرتضوی راوری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Seyyed Morteza Bayareh
سیدمرتضی بیاره

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1382

TITLE

Three-dimensional numerical simulation of drops suspended in simple shearflow at finite Reynolds numbers
A three-dimensional study of suspension of drops in simple shear flow has been performed at finite Reynolds numbers. The results are obtained using a finite difference/front tracking method in a periodic domain. The parallel version of the code was used on clusters of computing resources. The effect of the Reynolds number and the Capillary number is addressed at two volume fractions: 0.195 and 0.34. The results show that suspensions of deformable drops exhibit a shear-thinning behavior. Similar to the motion of a single drop, drops migrate away from the walls. The effective viscosity, the first and the second normal stress differences oscillate around a mean value in all cases. The first normal stress difference increases with the Capillary number, the Reynolds number and the volume fraction. The results show that drops deform more and orient more in the flow direction as the Capillary number or the volume fraction is increased. Also, the average size of clusters is smaller than for suspension of rigid particles. The radial dependence of the pair distribution function across the channel has been studied. This dependency shows that the tendency to form clusters is reduced as the Capillary numberincreases or the volume fraction decreases. Key Words Two-phase Flow, Finite difference, Front Tracking, Drop, Shear flow
حرکت سوسپانسیون قطرات از میان کانالها و لوله ها، موضوع مطالعه بسیاری از محققان بوده است. در این رساله، مطالعه سه بعدی سوسپانسیون قطرات در جریان برشی ساده و در اعداد رینولدز محدود انجام شده است. حل کامل معادلات ناویر - استوکس، که دربرگیرنده کشش سطحی است، با استفاده از روش ردیابی قطرات / اختلاف محدود در یک دامنه پریودیک صورت گرفته است. این روش بر مبنای نوشتن یک دسته معادله بقا برای کل دامنه حل است، به گونه ای که هر فاز به صورت یک سیال با خواص مادی متغیر رفتار می کند. روش توصیف شده و به کار رفته در این رساله، ترکیبی از تکنیک های تسخیر و ردیابی قطره است. یک شبکه ساکن منظم برای جریان سیال استفاده می شود اما سطح مشترک با استفاده از یک شبکه مجزا با بعد پایین تر ردیابی می شود. مهاجرت عرضی یک قطره منفرد، برخورد دو قطره هم اندازه و حرکت سوسپانسیون متشکل از تعداد زیاد قطرات در جریان برشی ساده مورد مطالعه قرار گرفته و تأثیر پارامترهای بدون بعد نظیر عدد رینولدز، عدد کاپیلاری، نسبت چسبندگی، نسبت چگالی و کسر حجمی بررسی شده است. که یک حل کننده سریع پواسون است، برای حل ،FISHPACK اگر نسبت چگالی قطره به سیال بیرونی برابر یک باشد، از یک کد استفاده شده است. برای شبیه سازی MUDPACK معادله فشار استفاده شده و در حالتی که نسبت چگالی مخالف یک باشد، از یک کد سوسپانسیون متشکل از تعداد زیاد قطرات، از نسخه پردازش موازی کد استفاده شده است. به منظور تحلیل رفتار سوسپانسیون از تنسور تنش مؤثر استفاده و جهت مطالعه جریان دوفازی در اعداد رینولدز محدود، جملات تنش رینولدز به تنسور تنش مؤثر افزوده شده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی