بررسی زاویه تماس در شبیه‌سازی برخورد قطره به سطح جامد در روش حجم سیال

در مطالعه حاضر، به بررسی و مقایسه مدل های زاویه تماس در پیش بینی رفتار قطره پس از برخورد به سطح جامد پرداخته می شود. دوفاز غیرقابل تراکم، مخلوط نشدنی و سیال ها نیوتنی هستند. برای شبیه سازی فصل مشترک بین دوفاز از روش حجم سیال تابع رنگ (cf_vof) در نرم افزار متن باز اپن فوم استفاده شده است. مدل های مختلف زاویه تماسی همچون: مدل تانر و مدل یوکویی در این نرم افزار پیاده و با مدل-های موجود در آن همچون: مدل زاویه تماس استاتیکی و دینامیکی مقایسه شده است. این مطالعه نشان می دهد مدل زاویه تماس استاتیکی با وجود سادگی بهترین مدل برای پیش بینی رفتار قطره در محدوده وسیعی از شرایط مختلف برخورد قطره به سطح جامد است. نشان داده شده ویسکوزیته سیال در تعیین نوع الگوی برخورد قطره تاثیرگذار است و با افزایش ویسکوزیتهً سیال انرژی بیشتری برای برخاست دوباره قطره از سطح لازم است. همچنین ناپایداری کلوین- هلمهولتز ناشی از اختلاف سرعت بین دو فاز قطره و هوا، بعنوان عاملی در تغییر شکل فصل مشترک بوده و با ایجاد طول موج‌هایی روی سطح مشترک در شبیه سازی‌ها دیده شده است.