کنترل زمان تشکیل و جدایش قطره و اندازه آن با تغییرات عدد باند با بهره‌گیری از شبیه‌سازی عددی با استفاده از مدل میدان فازی بقایی در روش شبکه بولتزمن

در این مقاله فرآیند تشکیل و جدایش یک قطره از انتهای نازل با استفاده از روش شبکه بولتزمن و مدل میدان فازی بقایی شبیه‌سازی شده است. ضمن بررسی پیشنیه‌‌ای از تحقیقات بر روی پدیده تشکیل قطره، کاربردهای آن نیز عنوان شده است. همچنین، روابط و معادلات مدل میدان فازی منطبق بر شبکه بوولتزمن عنوان شده است. اعداد بی بعد حاکم بر مسئله تشکیل و جدایش قطره معرفی و بررسی شده است. از طرفی، نتایج بررسی حاضر با کارهای قبل مقایسه و نقاط ضعف و قوت آن بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که مدل میدان فازی بقایی در روش شبکه بولتزمن از روش‌های مناسب برای شبیه‌سازی مسئله تشکیل و جدایش قطره به حساب می‌آید. از جمله عوامل موثر در تشکیل قطره عدد باند است که می‌توان با کنترل آن، سرعت و اندازه قطرات تشکیل شده را به راحتی کنترل کرد. همچنین، نشان داده شد که با افزایش عدد باند قطره با سرعت بیشتر و اندازه کوچکتری تولید می‌شود.

Control of Droplet Formation and Detachment Time and Its Size by Bond Number Changes Using Numerical Simulation Using Phase Field Model in the Lattice Boltzmann Method

In this paper, the process of forming and separating a drop from the end of the nozzle is simulated using the Lattice Boltzmann Method and the conservative Phase field model. In addition to reviewing the background of research on the phenomenon of droplet formation, its applications are also mentioned. Also, the relations and equations of the conservative Phase field model correspond to the Lattice Boltzmann Method. Dimensional numbers governing the problem of droplet formation and detachment have been introduced and investigated. On the other hand, the results of the present study have been compared with earlier works and its strengths and weaknesses have been studied. The results show that the conservative phase field model in the Lattice Boltzmann Method is one of the proper methods to simulate the problem of droplet formation and detachment. One of the effective factors in droplet formation is the bond number, which it is shown how the speed and size of the formed drops can be easily controlled by controlling the bond number in this study. Hence, it was observed that by increasing the bond number, droplets are produced with greater speed and smaller size. This type of perspective on droplet control has not been studied in the background of research on droplet formation and detachment, using numerical simulation of Lattice Boltzmann Method, which is one of the innovations of this research.