شبیه‌سازی اثر مشخصه‌های نسبت چگالی و نسبت لزجت در دینامیک سقوط قطره‌ی کروی تراکم‌ناپذیر

در این نوشتار از مدل میدان فازی و روش حداقل مربعات برای شبیه‌سازی سقوط قطره‌ی سیالی تراکم‌ناپذیر در سیال دیگر پیرامون آن به‌علتوجود نیروی گرانش استفاده شده که از جفت شدگی معادلات ناویرٓ استوکس و کانٓ هیلارد برای چگالی‌ها و لزجت‌های مختلف بین دو فاز در گام‌های زمانی کوچک بهره گرفته شده است. اثرات نسبت لزجت و نسبت چگالی بر دینامیک قطره‌ی تراکم‌ناپذیر به‌صورت کمی مورد مطالعه قرار گرفته و میدان سرعت پیرامون قطره و تاثیرات آن بر شکل قطره بررسی شده است. با افزایش نسبت چگالی تا حدود 100 برابر، سرعت سقوط آزاد قطره تا حدود 50 درصد کاهش می‌یابد در حالی‌که پارامتر میزان مدور بودن قطره تقریباً ثابت است. با افزایش نسبت لزجت تا حدود 100 برابر، سرعت سقوط آزاد قطره تا حدود 10 درصد افزایش و پارامتر میزان مدور بودن قطره تا حدود 15 درصد کاهش می‌یابد. به دلیل ایجاد حلقه‌های گردابی در پشت قطره در حین سقوط، شکل آن از کروی به بیضی تغییر می‌کند.