آنالیز دقت و پایداری مدل های مختلف تقابل ذرات در روش شبکه بولتزمن چند فازی

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

چکیده

مقاله حاضر روش های اعمال نیروی بین مولکولی را از زاویه تاثیر این نیروها بر معادله اصلی شبکه بولتزمن و سرعت های تعادلی، فیزیکی و ترم نیرو به سه دسته کلی و هفت زیر روش تقسیم بندی می نماید. مشاهدات نشان می‌دهد پایداری روش های معرفی شده به سه عامل نسبت چگالی، زمان آرامش، دمای کاهیده وابسته و مستقل از فیزیک مسئله می‌باشد. نتایج حاکی از آن است که در همه ی روش ها بجز روش کوپرشتاخ (مدل 3-ب) به ازای τ/∆t≥1.5، چگالی گاز(چگالی کمینه) از چگالی بحرانی بزرگتر شده و حل واگرا یا به پاسخ غیر فیزیکی همگرا می‌شود. هم چنین، با تغییر دمای کاهیده و به ازای T/T_c ≥0.9 ، چگالی کمینه همه ی روش ها بجز روش هی ( روش 2-د) بیش از چگالی بحرانی شده و حل واگرا یا به پاسخ غیرفیزیکی همگرا می گردد. این در حالی است که روش هی به ازای T/T_c ≥0.7 همگرا می شود. تغییر فیزیک مسئله و انتقال حباب از وسط میدان به کنار دیواره تاثیر چندانی بر روی چگالی تعادلی نمی‌گذارد و از اثر آن می‌توان صرف نظر کرد. این در حالی است که این موضوع می‌تواند بر وابستگی پایداری روش کوپرشتاخ به زمان آرامش تاثیرگذار باشد. در نهایت اثر روش نیرودهی بر مدل سازی زاویه تماس بررسی گردید که نتایج نشان می‌دهد روش های 2-د و 1-الف دارای پاسخ تقریبا یکسان بوده و اختلاف زاویه تماس محاسبه شده به کمک این روش ها نسبت به روش های 3-الف یا 3-ب حدود 21% می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات