تحلیل عددی عبور قطره هم مقیاس با حفره های یک محیط متخلخل با استفاده از روش شبکه بولتزمن

جریان‌های چندفازی در محیط‌های متخلخل هم در طبیعت و هم در صنعت از اهمیت بالایی برخوردارند. هدف اصلی این پژوهش بررسی اثرات اندرکنش قطرات با یک محیط متخلخل است. جریان چند‌فازی در محیط متخلخلی، شامل موانع دایره‌ای شکل در رژیم‌ غیردارسی در گرادیان های فشار مختلف، مورد بررسی قرار گرفته‌ است. از یک محیط متخلخلی که قبلا مایعی در آن جریان دارد، قطره‌ای با خواص متفاوت عبور‌‌داده که برخورد این قطره با محیط متخلخل الگوهای مختلف شکست، حبس و یا به هم پیوستن را ایجاد می نماید. روش عددی شبکه بولتزمن که در محیط متخلخل به همراه جریان‌ چندفازی قابلیت و انعطاف‌پذیری بالایی از خود نشان داده، مورد استفاده قرار گرفته است. پارامترهای موثر و اعداد بدون بعد مهم مرتبط با جریان چندفازی (مثل عدد آنسرج، عدد کاپیلاری، نسبت چگالی فاز‌ها) مورد بررسی قرار گرفته‌اند. مقادیر فشار بی بعد وارده، 000108/0، 000144/0 و 000180/0 و محدوده آنسرج مورد بررسی 19/0-76/0 می‌باشند. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که جریان چندفازی پیچیدگی ها و فاکتورهای موثر زیادی داشته که بررسی همزمان آن‌ها ضروری است. فاکتورهای مرتبط‌ با قطره و فاز زمینه، مانند تنش سطحی و نسبت چگالی قطرات در کنار خصوصیات جریان (مانند گرادیان فشار) بسیار موثر بوده و تنوعی از حالات شکست، حبس و به هم پیوستن قطره(ات) را به وجود می‌آورد. از نقاط برجسته این تحقیق این که نتایج شبیه‌سازی‌های صورت گرفته قابلیت پیش بینی رفتار قطرات در محیط متخلخل را با فرضیات و روش‌های مورد استفاده در این پژوهش با دقت بالایی امکان‌پذیر می‌سازد.