مطالعه ساختمان های گردابه ای در جریان آشفته کانال حاوی میکروفیبر با استفاده از شبیه سازی مستقیم عددی
چکیده
در این تحقیق، با استفاده از نتایج شبیه سازی مستقیم عددی جریان آشفته کاهش درگ یافته در کانال، ساختمان های گردابه ای آشفته به ویژه در نزدیکی دیوار بررسی شده اند. برای این منظور از یک روش مونت-کارلو لاگرانژی برای شبیه سازی جهت گیری فضایی فیبرها استفاده شده است. یعنی میدان جریان بطور اویلری و دینامیک فیبر بطور لاگرانژی توصیف شده است. این روش، حل دقیق معادلات پایه ای حاکم را بدست می دهد. نوسان های ورتیسیته در کانال بررسی شده و نشان داده شد که سطح این نوسان ها در جریان کاهش درگ یافته، کاهش می یابند. علت این کاهش توسط کاهش سطح نوسان گرادیان سرعت توضیح داده شده است. همچنین توزیع زاویه بین محور ورتیسیته و دیوار بررسی و نشان داده شده که در هر دو جریان نیوتنی و فیبری گردابه های نعل اسبی ایجاد می گردند، ولی این گردابه ها در جریان کاهش درگ یافته فیبری در فاصله دورتری از دیوار تشکیل می شوند که این نشان دهنده تضعیف مکانیزم تزریق و جاروب در نزدیکی دیوار است که این تضعیف می تواند باعث کاهش درگ گردد. همچنین توزیع زوایه گردابه ها در جریان کاهش درگ یافته منظم تر است.