شبیه‌سازی عددی و بررسی سرعت و تغییر شکل حباب در کانال شیب‌دار با دو شیب متوالی به روش VOF-PLIC

در تحقیق حاضر، سرعت و تغییر شکل حباب هوا در مایع ساکن در شیب‌های مختلف و متوالی 5 تا 90 درجه نسبت به افق بررسی شده است. به این منظور، جریان دوفازی آب-هوا با استفاده از روش حجم سیال شبیه‌سازی عددی شده‌است. برای ردیابی سطح مشترک دوفاز از روش بازسازی سطح مشترک تکه‌ای خطی استفاده شده ‌است. نیروی کشش سطحی با مدل نیروی سطحی پیوسته مدل-سازی شده ‌است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که بیشینه سرعت حباب در زاویه 45 درجه می‌باشد که با نتایج محققان پیشین تطابق دارد. در ادامه، حرکت حباب در دو شیب متوالی در حالت‌های مختلف شبیه‌سازی شده است. در محل تغییر شیب، به دلیل حرکت مایع تحت نیروی گرانش، یک گردابه تشکیل می‌شود. این گردابه باعث تغییر شکل و سرعت حباب می‌شود. گردابه در تغییر شیب کم به زیاد، موجب پخ شدن نوک حباب و کاهش سرعت آن شده و در تغییر شیب زیاد به کم، موجب تیز شدن نوک حباب و افزایش سرعت آن می‌شود. بیشینه سرعت متوسط حرکت حباب در دو شیب متوالی با شیب اول 60 و شیب دوم 30 درجه به دست آمد.