این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک مدرس، جلد ۱۵، شماره ۸، صفحات ۴۱۷-۴۲۸
عنوان فارسی مدل‌سازی تحلیلی تغییر شکل قطره مایع قرار گرفته در معرض جریان گاز
چکیده فارسی مقاله در این پژوهش، مدلی تحلیلی و غیر خطی برای تعیین تغییر شکل قطره (مناسب برای استفاده در شبیه‌سازی افشانه‌ها) همراه با تخمین نیروی آیرودینامیکی با دقت بالا ارائه و ارزیابی می‌شود. در مدل‌سازی تنها مد اساسی نوسانی قطره در نظر گرفته می‌شود. این رویکرد در بسیاری از مدل‌های فروپاشی مبتنی بر تغییر شکل از جمله TAB، DDB، و NLTAB نیز استفاده شده است. اما این مدل‌ها دارای کاستی‌هایی همچون استفاده مکرر از ضرایب کالیبراسیون، تجزیه و تحلیل دو بعدی، و تقریب نامناسب نیروی آیرودینامیکی در تغییر شکل‌های بزرگ هستند. هدف این مقاله، اصلاح این نقایص است. فرمول‌بندی بر اساس معادله انرژی مکانیکی است. برای پروفیل توزیع فشار در اطراف قطره، از تابعی دو تکه‌ای ثابت و سینوسی که به عدد رینولدز و تغییر شکل قطره بستگی دارد، استفاده می‌شود. معادله جنبشی نهایی با استفاده از روش رانگ-کوتای مرتبه چهار به طور عددی حل شده و نتایج آن با سایر مدل‌ها و آزمایش مقایسه می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که مدل حاضر، در حالت غیر دائم، تغییر شکل را بیشتر از سایر مدل‌ها پیش‌بینی می‌کند که سازگاری بیشتری با داده‌های تجربی دارد. در حالت دائم، نتایج مدل حاضر بین نتایج مدل TAB و NLTAB قرار دارد. خطوط جریان به دست آمده از شبیه‌سازی VOF با آنچه در تحلیلی محاسبه شده مطابقت دارد که نشان دهنده صحت مفروضات مورد استفاده در مدل‌سازی است. به طور کلی، مدل حاضر می‌تواند برآورد مناسبی را برای تغییر شکل قطره فرآهم آورد و این در حالی است که این مدل نظری از ضرایب کالیبراسیون بی‌نیاز است.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی English] Analytical modeling of deformation of a liquid drop exposed to a gas flow
چکیده انگلیسی مقاله A theoretical nonlinear droplet deformation model with an accurate estimation of aerodynamic force, which is appropriate for Lagrangian droplet tracking schemes, is presented and validated. The modeling is based on keeping track only of the fundamental oscillation mode. This conventional approach has been used in many deformation-based breakup models including Taylor Analogy Breakup, Droplet Deformation and Breakup, and Nonlinear Taylor Analogy Breakup. However, these models have some shortcomings such as the use of several calibration coefficient, two-dimensional analysis, and rough approximation of aerodynamic forces in large deformations. This paper is intended to amend these defects. The formulation is based on mechanical energy equation. The pressure distribution profile around the deformed droplet is approximated using a piecewise sinusoidal function which depends on Reynolds number and droplet deformation. The final kinetic equation is numerically solved using a fourth-order Runge-Kutta method and the results are compared with those of other models, experiments, and a Volume of Fluid simulation. Numerical results show that the present model predicts slightly greater deformations in comparison with other models for the unsteady case, which is more consistent with the experimental data. Considering the steady case, the results of present model stand between that of Taylor Analogy Breakup and Nonlinear Taylor Analogy Breakup model, and provide satisfactory predictions. The stream lines obtained from simulation match those of calculated analytically suggesting the appropriateness of the assumptions used in the modeling. Overall, the present model is found to be appropriate for the estimation of droplet deformation.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله آرش بدیع سیچانی | badie sichani
دانشگاه صنعتی اصفهان
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه صنعتی اصفهان (Isfahan university of technology)

محسن دوازده امامی |
دانشیار دانشگاه صنعتی اصفهان
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه صنعتی اصفهان (Isfahan university of technology)

نشانی اینترنتی http://mme.modares.ac.ir/article_13047_8291b2ed2d97b77c139947ca8ca749c8.pdf
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1256/article-1256-227940.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات