جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای افشین بیات)
موضوع: شبیه‌سازی عددی تبخیر یک قطره ساکن با استفاده از روش شبکه بولتزمن در نسبت چگالی بالا
ارائه دهنده: افشین بیات
استادان راهنما: دکتر محمود اشرفی‌زاده و دکتر محسن دوازده‌امامی
استادان مشاور: -
استادان داور: دکتر محسن ثقفیان ـ دکتر محمدرضا توکلی
چکیده
جریان چند فازی سیال همراه با تغییر فاز یکی از مسائل پرکاربرد در صنعت می‌باشد. در این پژوهش، شبیه‌سازی تبخیر یک قطره معلق در یک محیط بی‌نهایت با استفاده از یک روش شبکه بولتزمن دو بعدی جدید، که شامل توابع توزیع دوگانه، مدل شبه‌پتانسیل و معادله حالت است، انجام می‌شود. بدین ترتیب برخلاف کارهاي قبلی که به نسبت چگالی‌هاي پایین محدود می‌شوند در این مطالعه با استفاده ازاین روش، مدل‌سازي مذکور در محدوده وسیع‌تري از نسبت چگالی و لزجت قابل اجرا می‌باشد. این روش همراه با حل معادله دما به روش اسکالر منفعل و اضافه کردن یک عبارت چشمه تغییر فاز به معادله اصلی، مورد استفاده قرار می‌گیرد. شبیه‌سازی به صورت دو بعدی می‌باشد و از مدل D2Q9 استفاده می‌شود. به منظور کسب اطمینان از صحت شبیه‌سازی انجام شده، تست‌های استاندارد حل تحلیلی ماکسول، تفکیک گازها و قانون لاپلاس و آزمون تبدیل قطره مربعی به دایروی انجام شده و صحت کد عددی به طور کامل مورد تایید قرار گرفته است. در ادامه، تبخیر قطره معلق در یک محیط ساکن بدون حضور هیچ‌گونه سرعت و نیروهای خارجی با شرط مرزی پریودیک برای همه‌ی جهات مورد بررسی قرار می‌گیرد، مشاهده می‌شود که در این شرایط فشار در حوزه محاسباتی ثابت باقی نمی‌ماند و به طبع آن چگالی و دما نیز تغییر می‌کنند. سپس تبخیر قطره معلق در همان شرایط با بکارگیری شرط مرزی فشارثابت در تمامی جهت‌ها مشاهده می‌شود که نتایج عددی حاصل از این پژوهش از قانون کلاسیک D2 که نرخ تبخیر را کنترل می‌کند، پیروی می‌کند. در آخر تاثیر میزان اختلاف دما و گرمای نهان بررسی می‌شود و با افزایش اختلاف دما و کاهش گرمای نهان، نرخ تبخیر افزایش می‌یابد.