پیش‌‌بینی و مدل‌‌سازی رفتار نفوذ و پیمایش قطره مایع داخل محیط متخلخل با استفاده از روش جریان دو فازی حجم سیال

در این مقاله پدیده نفوذ قطره مایع داخل محیط متخلخل به کمک روش حجم سیال دوفازی مطالعه شده است. با توجه به اهمیت جریان‌‌های دو و چند فازی و دستیابی به کم ترین خطا در شبیه سازی این پدیده، در این پژوهش مدلی برای شبیه سازی جریان دو فازی نفوذ قطره در محیط متخلخل پیشنهاد شده است، با توجه به اینکه مهم ترین نکته در شبیه سازی جریان دوفازی نفوذ قطره در محیط متخلخل انطباق با نتایج تجربی است تمرکز این پژوهش بر ارائه مدلی با خطای کم‌‌تر نسبت به دیگر روش‌‌های ارائه شده در گذشته است که دستیابی به خطای کم‌‌تر نسبت به نتایج تجربی مهم‌‌ترین نوآوری این پژوهش محسوب می‌‌شود. شبیه سازی ها در این پژوهش با روش حجم سیال انجام شده است. تاثیر تغییر متغیرهای کشش سطحی، ویسکوزیته، زاویه تماس، ویسکوزیته و نفوذپذیری و سطح گسترش قطره در محیط متخلخل بررسی شده‌‌اند. زمانی که زاویه تماس قطره 60 و 20 درجه است تغییرات سطح گسترش تقریبا یکسان می‌‌باشد. سرعت پخش و نفوذ قطره آب بدون حضور نیروی گرانش با کشش سطحی 0/02 کمتر از دو کشش سطحی دیگر 0/001 و 0/0072 است در حالی با حضور نیروی گرانش قطره آب با کشش سطحی 0/001 پخش و نفوذ بیشتری نسبت به دو حالت دیگر دارد. نتایج نشان داد که روش حجم سیال مورد استفاده در این پژوهش نسبت به روش بولتزمن شبکه‌‌ای بر پایه روش چان و شن با فیزیک مسئله مشابه در مقایسه با نتایج تجربی 9 درصد دقت مناسب‌‌تری داشته‌‌ است.

prediction and simulation of diffusion of a droplet in a porous media using two-phase control volume

in this article, diffusion of a droplet in a porous media using a two-phase fluid volume is studied. considering the importance of two-phase flow in achieving an accurate solution, this method is used in this study. the most important aspect of modeling two-phase flow in a porous media is conformity with empirical results. in this study the main focus is to provide a model based on simulations done with fluid volume method. the impact of parameters such as surface tension, viscosity, contact angle, diffusivity and expansion surface of a droplet in a porous media are studied. when the contact angle of 20 and 60 degree is considered, surface changes are almost negligible. diffusivity of the droplet when gravity is not present with surface tension of 0.02 is less compared to 0.001 and 0.0072 values for surface tension while in the presence of gravity, the droplet with surface tension of 0.001 diffusivity is more than two other cases. results indicate that the method of fluid volume utilized in this study, has 9 precent more accuracy compared to boltzmann network method based on shaun and chen.