روش ممان سیال اصلاح شده و کاربرد آن در شبیه سازی فرآیند انحلال

روش ممان سیال یکی از روش های مختلف گرفتن سطح است که از دقت بالایی در شبیه سازی جریانهای چند فازی به منظور تعیین خصوصیات فصل مشترک مانند بردار عمود و مساحت آن برخوردار است. در این تحقیق یک روش جدید تحت عنوان روش ممان سیال اصلاح شده به صورت دوبعدی ارائه شده به طوری که بتوان از آن در شبیه سازی فرآیندهای پیچیده ای مانند انحلال استفاده نمود. در این روش، برخلاف روش ممان سیال، مرکز سطح کلی موجود در یک بلوک 3×3 اطراف هر سلول فصل مشترک به منظور تعیین بردار عمود در آن سلول استفاده می شود. البته با وجود غیرمحلی بودن، این روش با کمی تغییرات قابل استفاده در تعیین بردارهای عمود در نزدیکی مرزهای دامنه نیز می باشد. به منظور بکاربردن این روش در شبیه سازی فرآیند انحلال، در هر گام زمانی، مرکز سطح کلی جدید هر بلوک تعیین می شود و به کمک آن بردار عمود بر فصل مشترک جدید در سلول مرکزی آن بلوک محاسبه می شود. به منظور کاهش حجم محاسبات، مجموعه ای از روابط تحلیلی ارائه شده که از طریق آنها می توان مرکز سطح کلی هر بلوک را به طور مستقیم تعیین نمود. بر اساس نتایج دقت روش ارائه شده در تعیین بردارهای عمود روی سطوح مسطح شیبدار با زاویه شیب دلخواه بسیار زیاد است. از طرف دیگر این روش از دقت نسبتا مناسبی هم در تعیین بردارهای عمودی روی سطوح منحنی برخوردار می باشد. علاوه بر این روش پیشنهادی در شبیه سازی فرآیند انحلال هم از دقت قابل قبولی برخوردار است.

modified moment of fluid method and its application in simulation of dissolution process

the moment of fluid method is one of the interface-capturing techniques. it is relatively accurate in simulating the multiphase flows to determine the interface characteristics like normal vector and the area. in this study, a new method named modified moment of fluid was proposed in two-dimensional so that it is possible to use it to simulate complex processes like dissolution. in this method, opposite to the moment of fluid method, the global centroid of a 3×3 block of cells around each interface cell was used to determine the normal vector of that interface cell. despite its nonlocal nature, this method can be used to determine the normal vectors near the domain boundaries with some modifications. to use this method in the simulation of the dissolution process, the new global centroid of each block was determined in each time step. then, the new normal vector of the cell in the center of that block was calculated using the new global centroid. a new set of analytical equations was proposed to determine the global centroid of each block. according to the results, the new method's accuracy on straight surfaces with arbitrary inclination angles is significantly high. on the other hand, its accuracy is also relatively high on curved surfaces. furthermore, the proposed method is accurate in the simulation of the dissolution processes.