مطالعه جریان های تراکم ناپذیر با سطح مشترک: توسعه مدل های کشش سطحی و تلاطم در روش ادی های بزرگ

هدف از انجام این رساله، مدل سازی تلاطم و شبیه سازی جریان های با سطح مشترک با استفاده از روش ادی های بزرگ است. برای این منظور مدلهای کشش سطحی که نقش مهمی در شکل سطح مشترک دو سیال دارد بررسی شده و یک مدل کشش سطحی با عنوان sgip برای حالت سه بعدی تعمیم یافته و به کار گرفته شده است. نتایج حاصل از استفاده از این مدل در جریان آرام با سطح مشترک نشان می دهد که این مدل نسبت به سایر مدلهای موجود و مطرح مورد استفاده توسط دیگران رفتار مناسب تری از خود نشان می دهد. تست های انجام شده برای نمایش قابلیت مدل شامل قطره ساکن، حباب ساکن، حباب متحرک و جریان همراه با ناپایداری کلوین-هلم هولتز است. سپس برای بررسی تلاطم در فصل مشترک دو سیال، معادلات حاکم بر جریان متلاطم به روش ادی های بزرگ توسعه داده شده و پارامترهای مجهول مربوط به عبارت های تلاطم که احتیاج به مدل سازی دارند، در روشهای مختلف بررسی معادلات حاکم ارائه گردیده اند. عبارت تلاطم در معادله کسر حجمی برای ردیابی سطح مشترک و عبارت تلاطم کشش سطحی مدل سازی شده است. برای مدل کردن تلاطم جریان از روش ادیهای بزرگ و مدل اسماگورینسکی استفاده شده است. به منظور تعیین ضریب بهینه مدل عبارت تلاطم در معادله فیلتر شده ردیابی سطح و ضریب بهینه مدل عبارت تلاطم کشش سطحی، مسئله متلاطم وارونگی فازآب-روغن در دو حالت شبیه سازی شده و ضرایب مدل های ارائه شده از مقایسه نتایج این شبیه سازی با حل dns دیگران استخراج گردیده است. با استفاده از ضرایب مدل بدست آمده جهت عبارت تلاطم در معادله فیلتر شده ردیابی سطح و عبارت تلاطم کشش سطحی، مسئله جت سه بعدی متلاطم شبیه سازی شده که نتایج مدل مذکور پیش بینی خوبی از مشخصه های جریان دارد.