جریان سیال غیر نیوتنی بین دو سیلندر غیرعادی متحرک، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

توضیحات

شرح پروژه جریان سیال غیر نیوتنی بین دو سیلندر غیر عادی متحرک

در این پروژه به شبیه سازی جریان سیال غیرنیوتنی بین دو سیلندر غیر عادی متحرک، با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.

سیال غیر نیوتنی سیالی است که از قانون ویسکوزیته نیوتن پیروی نمی کند، یعنی ویسکوزیته ثابت مستقل از تنش. در سیالات غیر نیوتنی، ویسکوزیته می تواند در اثر فشار به مایع بیشتر یا جامدتر تغییر کند. به عنوان مثال، سس کچاپ با تکان دادن روان تر می شود و بنابراین یک مایع غیر نیوتنی است. بسیاری از محلول های نمک و پلیمرهای مذاب مایعات غیر نیوتنی هستند، مانند بسیاری از مواد معمولی مانند کاستارد، عسل، خمیر دندان، سوسپانسیون نشاسته، نشاسته ذرت، رنگ، خون، کره ذوب شده و شامپو. در این پروژه با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت جریان دو فازی یک سیال غیر نیوتنی متشکل از مواد Drilling و CMC را بین دو سیلندر خارج از مرکز شبیه سازی کرده ایم.

هندسه این مدل از دو استوانه خارج از مرکز تشکیل شده و با نرم افزار Gambit طراحی شده است. نوش مش استفاده شده برای این هندسه ساختاریافته است و تعداد سلول های محاسباتی 179820 سلول می باشد.

روش های استفاده شده

مدل استاندارد k-omega برای تجزیه و تحلیل جریان استفاده می شود و اصلاح کم Re فعال می شود تا الگوهای جریان را بهتر ثبت کند. مدل چند فازی اویلرین برای دو فاز حفاری و CMC برای بررسی برهمکنش‌های فاز سیال غیر نیوتنی استفاده شده است. مخلوط این دو سیال با سرعت 0.25 متر بر ثانیه وارد فضای بین سیلندرهای خارج از مرکز می شود و سیلندر داخلی با اعمال گزینه Moving Wall شروع به چرخش می کند.

نتایج شبیه سازی جریان سیال غیر نیوتنی بین دو سیلندر غیر عادی متحرک

کانتورهای سه بعدی و دو بعدی فشار، سرعت، خطوط جریان، کسر حجمی و ویسکوزیته گردابی ارائه شده است. از نتایج، می‌توان نتیجه گرفت که کسر حجمی حفاری در مناطقی که کسر حجمی CMC حداقل است، حداکثر است و بالعکس.