مقایسه و توسعه مدل چند فازی شبه‌ پتانسیل برای معادلات حالت مختلف

تاکنون مدل های متعددی به‌منظور ترکیب معادلات حالت با مدل شبه‌پتانسیل پیشنهاد شده است. در این مقاله، معادلات حالت مختلف بر پایه مدل گانگ و چنگ در جریان های تک جزیی- چند فازی به کمک روش شبکه بولتزمن بررسی‌ شده است. در ابتدا، هشت معادله در 4 دسته طبقه‌بندی‌ شده که شامل معادله حالت شان و چن، معادله حالت مکعبی، معادله حالت غیرمکعبی و معادله حالت ترکیبی مکعبی و غیرمکعبی می باشند، بررسی‌ شده‌اند. نتایج این بررسی نشان می دهد که هر نوع از معادلات حالت به‌طور نسبی جریان های پارازیتی و بیشینه نسبت چگالی قابل‌دستیابی یکسانی دارند. به علاوه، اگرچه با انتخاب یک پارامتر وزنی مناسب برای هر معادله حالت خطای شبیه سازی به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای کاهش می یابد، نتایج این بررسی نشان می دهد که دستیابی به یک پارامتر ثابت برای معادله حالت غیرمکعبی، غیرممکن است. بنابراین، ابتدا یک معادله برای پیش‌بینی پارامتر بهینه برای معادلات حالت شان و چن و مکعبی ارایه‌ شده است. هم چنین، یافته ها حاکی از آن است که معادله های غیرمکعبی، مکعبی و ترکیبی مکعبی و غیرمکعبی به ترتیب قابلیت استفاده در گستره وسیع‌تر دما و نسبت چگالی بزرگ‌تر را دارند. بنابراین در این مقاله، یک عبارت جدید برای محاسبه پارامتر وزنی مناسب که تابعی از دما است، در نظر گرفته‌ شده است تا جایگزین پارمتر ثابت برای معادلات غیرمکعبی شود. نتایج به‌دست ‌آمده با استفاده از این تابع، مطابقت بسیار خوبی با ساختار ماکسول (نتایج تیوری) حاصل از معادلات حالت را نشان می دهند.