شبیه‌سازی دوبعدی فروپاشی یک حباب در مجاورت گوشه 90 درجه با روش مرزمیانی پخش‌شونده

شبیه‌سازی فرآیند فروپاشی حباب، یک جریان دوفازی است که در زندگی، علم و صنعت بسیار رخ می‌دهد. این فروپاشی تحت تاثیر یک جت پر سرعت از سیال فاز پیوسته رخ داده و به دنبال آن فشار استاتیکی و انرژی زیادی در محیط اطراف آزاد می‌شود که می‌تواند به دیواره‌های مجاور حباب آسیب‌های جدی وارد کند. هدف مقاله حاضر، شبیه‌سازی فروپاشی حباب در مجاورت گوشه 90 درجه است. حباب در فواصل مختلف از گوشه قرار می‌گیرد و تاثیر وجود گوشه و تغییر فواصل مرکز حباب از دیواره بر روی سرعت جت و فشار حاصل از فروپاشی مورد بررسی واقع می‌شود. از مدل پنج معادله‌ای یا کاپیلا بهره گرفته، فلاکس‌ها با حلگر hllc محاسبه شده و دقت محاسبات با استفاده از ماسل-هنکاک از مرتبه اول به مرتبه دوم افزایش پیدا کرده‌است. در نهایت، تغییر فاصله مرکز حباب از دیواره‌ها موجب تغییر در شکل فروپاشی حباب و تغییر در فشار استاتیک بیشینه در دامنه حل و روی دیواره می‌شود.

Two-Dimensional Simulation of a Bubble Collapse in The Vicinity of the 90-Degree Corner

Simulation of the bubble collapse process is a two-phase flow that occurs frequently in life, science, and industry. This phenomenon happens under the influence of a high-velocity jet of continuous-phase fluid, which in turn releases a lot of static pressure and energy into the surrounding environment. This released energy can cause serious damage to the surfaces near the bubble. This article's purpose is to simulate the bursting of a bubble that is located in the vicinity of a 90-degree corner. The numerical simulation runs by writing a computer code. The bubble bursting is simulated at different distances from the corner. The effect of the 90-degree corner and changing in the distance of the bubble center from the walls on the maximum liquid jet velocity and the maximum static pressure which are produced by the bubble collapse is studied. The 5-equation model (Kapila Model) is used, the fluxes are calculated by the HLLC solver and the simulation accuracy is increased by the MUSCL-Hancock function. As the result of the simulation, changing the distance between the bubble center and the walls causes the change in the burst bubble shape and change in maximum static pressure in the solution domain and on the corner’s walls and maximum liquid jet velocity.