شبیه سازی پدیده آوالیاسانی حباب با کمک روش شبکه بولتزمن
Abstract
در مقاله حاضر به بررسی جریان تراکم پذیر ناشی از موج ضربه ای و نوسان حباب با مرز متحرک به روش شبکه بولتزمن می پردازیم. شبکه بولتزمن در پیش بینی جریان های تراکم پذیر با ماخ بالا ناموفق است، اما با تلاش هایی که در سال های اخیر صورت گرفته است، مدل های جدیدی برای پایدار کردن جواب های معادلات تراکم پذیر ایجادشده است. روش لکس وندروف اصلاح شده که حل پایداری دارد، برای گسسته سازی معادلات بولتزمن استفاده شده است. از مدل های تراکم پذیر بر مبنای الگوی اویلری و الگوی سرعت های چندگانه نویر استوکسی برای شبیه سازی جریان تراکم پذیر در شبکه بولتزمن در این تحقیق استفاده شده است. دینامیک حباب تراکم پذیر به کمک معادله رایلی- پلسه به دست آمده است. شبیه سازی موج ضربه در حباب به کمک سایر روش های دینامیک سیالات محاسباتی انجام شده است، اما به علت ضعف هایی که روش شبکه بولتزمن در جریان تراکم پذیر داشت، تاکنون تلاشی برای بررسی فیزیک این پدیده با این روش انجام نشده است. هدف از این شبیه سازی دستیابی به شناختی از توزیع خواص ترمودینامیکی در راستای شعاع حباب هنگام فروریزش حباب و درنهایت شکل گیری پدیده آوالیانسانی که ناشی از برخورد امواج شوک در مرکز حباب است، با روش شبکه بولتزمن می باشد.