بررسی پخش و نشست ذرات معلق در درون کانال با مانع مثلثی با استفاده از روش شبکه بولتزمن

در تحقیق حاضر به بررسی نشست و پخش ذرات معلق در یک کانال بر روی مانع مثلثی و اثر تغییر زاویه-ی مانع بر روی ته نشینی ذرات پرداخته می شود. در بخش دیگری از کار انجام شده، تأثیر تغییر فاصله ی بین دو مانع مثلثی که پشت سر هم قرار گرفته اند بر ته نشینی ذرات و همچنین اثر نزدیک شدن این دو مانع به دیواره ی کانال بر نشست ذرات بر روی هر دو مانع بررسی شده است. برای تحلیل و محاسبه سرعت سیال در داخل کانال از روش شبکه بولتزمن استفاده شده است. در حل جریان با روش شبکه بولتزمن از شبکه d2q9 استفاده شده که در تحلیل جریان دوبعدی بسیار مورد استفاده قرار گرفته و نتایج قابل قبولی از آن به دست آمده است. رفتار ذرات با دیدگاه لاگرانژی و با کمک معادله لانگوین مورد بررسی قرار گرفته است. در مسئله ی حل شده، جریان آرام و عدد رینولدز برابر 200 می باشد. در بررسی انجام شده نیروهای شناوری، پسا، برا و براونی که بر حرکت ذرات معلق اثرگذار هستند، در نظر گرفته شده اند. قطر ذرات از 40 میکرومتر تا 4/0 میکرومتر و عدد استوکس از 5 تا 001/0 متغییر می-باشند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با افزایش عدد استوکس ذرات از گردابه ها دور شده و بر روی سطوح می نشینند. همچنین در استوکس های پایین ذرات معلق به مانند ذرات سیال رفتار کرده و در سراسر کانال پخش می شوند. در مورد اشکال هندسی هرچه زاویه ی بین ضلع جلویی مانع و راستای جریان ورودی کمتر باشد میزان نشست نیز کمتر خواهد بود. برای دو مثلث قرار گرفته پشت سرهم در فاصله ی مشخصی از همدیگر میزان نشست روی مثلث پشتی به جز در استوکس های بسیار پایین به عدد صفر می رسد. همچنین با نزدیک شدن مثلث ها به دیواره ی کانال رفته رفته از ته نشینی ذرات بر روی هر دو مثلث کاسته شده که این مسئله در مورد مثلث پشتی در استوکس های پایین برعکس می شود.