شبیه سازی فرآیند اسپری مایع در رژیم چکیدن با استفاده از روش سطح تراز

در این پژوهش فرایند اسپری مایع و تشکیل قطره در رژیم چکیدن با استفاده از یک رویکرد نامیرا در مدل کردن سطح مشترک، شبیه‌سازی می‌گردد و تاثیر پارامترهای موثر بر این فرآیند مانند عدد وبر، عدد اهنسرج و عدد باند مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای دنبال کردن سطح مشترک از روش سطح تراز استفاده می‌شود. ناپیوستگی‌ها در سطح مشترک با استفاده از روش سیال مجازی اعمال می‌شوند. مشاهده می‌گردد که با افزایش عدد وبر از 0027 / 0 به 1875 / 0، طول مایع خروجی حدود 7 درصد افزایش و زمان شکست مایع حدود 52 درصدکاهش می‌یابد. همچنین، با افزایش عدد وبر بازگشت مایع به سمت نازل بعد از جدایش قطره کمتر است. افزایش عدد اهنسرج از 0002 / 0 به 189 / 0 باعث افزایش طول مایع خروجی تقریبا به میزان 21 درصد و افزایش زمان شکست به میزان 151 درصد می‌شود. همچنین، در اعداد اهنسرج بزر گتر بازگشت مایع به سمت نازل بیشتر است. افزایش عدد باند از 7 به 39 باعث کاهش طول مایع خروجی تقریبا به میزان 26 درصد و کاهش زمان شکست به میزان 91 درصد می‌شود. در اعداد باند بزرگ‌تر، بازگشت مایع به سمت نازل کمتر است. نتیجه قابل توجه دیگر، کاهش اندازه قطرات تشکیل شده با افزایش عدد باند می‌باشد.

Simulation of the Liquid Spraying Process in the Dripping Mode by Using the Level- Set Method

In this study, liquid spraying process and drop formation in the dripping mode is simulated using a sharp interface method and effect of important parameters on this process such as Weber number, Ohnesorge number, and the Bond number is investigated. The levelset method is used for interface tracking. Discontinuities at the interface are imposed using the ghost fluid method. It is observed that by increasing the Weber number (from 0.0027 to 0.1875), the length of the outlet liquid  is increased by about 7 percent and the liquid breakup time is decreased by about 52 percent. Also, at higher Weber numbers, the liquid return toward the nozzle after droplet detachment is less. Increasing the Ohnesorge number (from 0.0002 to 0.189) increases the length of the outlet liquid about 21 percent and breakup time about 151 percent. Also, at higher Ohnesorge numbers, the liquid return toward the nozzle is higher. Increasing the Bond number (from 7 to 39) leads to the reduction of the length of the outlet liquid and breakup time about 26 and 91 percent, respectively. At higher Bond numbers, the liquid return toward nozzle is less. Another considerable result is the reduction of the size of formed droplets by enhancement of Bond number.