شبیه سازی سه‌بعدی رژیم جریان دوفازی اسلاگ در کانال افقی به روش حجم سیال

در مقاله حاضر، رژیم جریان دوفازی اسلاگ در کانال افقی با مقطع مستطیلی به روش حجم سیال (vof)شبیه سازی عددی شده است. معادلات بقای جرم و مومنتم و معادله جابه جایی کسر حجمی به همراه معادلات اغتشاشی k-? sstدر نرم افزار متن بازاپن‌فومحل شده است. شبیه‌سازی‌ها مطابق باشرایط آزمایشگاهی در کانال با مقطع مستطیلی انجام شده است. با توجه به نتایج شبیه‌سازی،تشکیل ناپایداری‌ها بر-اساس معیار کلوین-هلمهولتز و تشکیل اسلاگ در حل سه بعدی مغشوش دیده می شود. در شبیه سازی و آزمایش، ارتفاع فاز مایع در کانال کمی افزایش می‌یابد و به سبب آن شرط ناپایداری کلوین-هلمهولتز ارضا و با رشد ناپایداری‌ها در سطح مشترک، اسلاگ ایجاد می‌شود.با ایجاد اسلاگ و مسدود شدن مقطع کانال توسط فاز مایع، فشار پشت اسلاگ به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. به دلیل گرادیان فشار بزرگ تر در ابتدای اسلاگ نسبت به انتهای آن، طول اسلاگ در امتدادکانال افزایش می‌یابد. شبیه سازی عددی تحقیق حاضر، قادر به پیش-بینی صحیح طول اسلاگ مطابق با آزمایش و مکان ایجاد آن با خطای 22% بوده است. همچنین در مقایسه با تحقیق دیگران، نتایج عددی کار حاضر نشان دهنده بهبود و دقت بالاتر در پیش بینی جریان است.