پیش بینی و مدل سازی 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 جریان های دو و چند فازی و دستیابی به کم ترین خطا در شبیه سازی این پدیده،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 کم تر نسبت به دیگر روش های ارائه شده در گذشته است که دستیابی به خطای کم تر نسبت به نتایج تجربی مهم ترین نوآوری این پژوهش محسوب می شود. 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 شده اند. زمانی که زاویه تماس قطره ۶۰ و ۲۰ درجه است تغییرات سطح گسترش تقریبا یکسان می باشد. سرعت پخش و نفوذ قطره آب بدون حضور نیروی گرانش با کشش سطحی ۰۲/۰ کمتر از دو کشش سطحی دیگر ۰۰۱/۰ و ۰۰۷۲/۰ است در حالی با حضور نیروی گرانش قطره آب با کشش سطحی ۰۰۱/۰ 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 شبکه ای بر پایه روش چان و شن با فیزیک مسئله مشابه در مقایسه با نتایج تجربی ۹ درصد دقت مناسب تری داشته است.