بسته آموزشی مدل VOF جریان چند فازی، 10 مثال کاربردی برای کاربران مبتدی (بخش اول)

توضیحات

بسته آموزشی مدل VOF جریان چندفازی، 10 مثال کاربردی برای کاربران مبتدی

آنچه در این بسته آموزشی خواهید آموخت

جریان سه فازی آب و هوا و نفت سفید

نفوذ آب به یک بلوک بتنی متخلخل

پروژه شماره 2 نفوذ جریان آب به یک محیط متخلخل مکعبی را شبیه سازی می کند. در این مدل سازی، یک بلوک مکعبی به عنوان یک محیط متخلخل طراحی شده است. جریان آب از قسمتی مدور در پایین بلوک ها وارد آن می شود همچنین فرض می شود که در حالت اولیه فقط هوای داخل بلوک وجود دارد و سپس جریان آب در آن نفوذ می کند. بنابراین برای تعریف جریان دو فازی متشکل از آب و هوا از مدل VOF یا حجم سیال استفاده می شود.

تاثیر زاویه تماس بر فروپاشی قطره

در پروژه شماره 3 جریان دو فازی آب و هوا در دو سیلندر با در نظر گرفتن چسبندگی و چسبندگی شبیه سازی شده است. آب با سرعت 2.6 متر بر ثانیه وارد حوزه محاسباتی می شود و بر روی سطوح سیلندر جریان می یابد. مدل k-epsilon قابل تحقق برای حل معادلات جریان سیال مورد استفاده قرار می گیرد و مدل چند فازی VOF برای بررسی برهمکنش های فاز استفاده شده است.

ریزش قطره روی دیوار با/بدون تنش برشی

در پروژه شماره 4 از نرم افزار ANSYS Fluent برای شبیه سازی عددی ریزش قطرات آب بر روی دیوار در دو حالت عدم لغزش و شرایط تنش برشی استفاده شده است. مدل VOF برای شبیه سازی و حل معادلات میدان جریان دو فازی استفاده شده است.

انسجام و چسبندگی جریان دو فازی روی سطح دو سیلندر

در پروژه شماره 5 شبیه سازی عددی ریزش قطرات با دو زاویه تماس متفاوت انجام شده است. مدل VOF برای شبیه سازی و حل معادلات میدان جریان دو فازی استفاده شده است. هدف از این پروژه بررسی ریزش قطرات آب روی دیوار در زاویه تماس 90 درجه و 120 درجه است.

سقوط قطره

در پروژه شماره 6 سقوط یک قطره آب در هوا شبیه سازی شده است. بنابراین از مدل جریان دو فازی برای شبیه سازی فاز هوای اولیه و فاز آب ثانویه استفاده می شود. این شبیه سازی فقط شامل آنالیز سیال است و آنالیز حرارتی را مورد بحث قرار نمی دهد. هدف از شبیه سازی بررسی رفتار افت در طول یک شیب رو به پایین و میزان تغییرات حجم آن است.

هیدرودینامیک شیرین کننده گاز

پروژه شماره 7 به شبیه سازی هیدرودینامیکی یک سیستم شیرین کننده گاز می پردازد. شیرین کردن گاز به طور کلی فرآیند حذف سولفید هیدروژن، دی اکسید کربن، مرکاپتان ها و سایر ناخالصی ها از جریان گاز طبیعی و گاز مصنوعی است تا گاز برای حمل و نقل و استفاده مناسب شود. در این پروژه، دو ماده در حوزه محاسباتی تعریف شده است که شامل یک گاز ترش خاص و یک جریان آمین است. اما به دلیل اینکه این پروژه فقط به مدلسازی هیدرودینامیکی این فرآیند می پردازد، فرآیند حذف گاز به دلیل وقوع یک پدیده فیزیکی یا شیمیایی رخ نمی دهد.

پیگ رانی جریان نفت در یک خط لوله

پروژه شماره 8 جریان نفت پیگینگ را در داخل خطوط لوله شبیه سازی می کند. داخل خطوط لوله در این مدل قطعه ای به نام خوک وجود دارد. فرآیند شبیه سازی در دو حالت مختلف انجام می شود. بنابراین جریان نفت با سرعت های ورودی مختلف شامل 0.9 متر بر ثانیه و 1.9 متر بر ثانیه به داخل خط لوله وارد می شود. همچنین برای تعریف مواد نفتی و گازی در خطوط لوله از مدل چند فازی VOF استفاده شده است و در مدل حاضر دو ماده گاز-نفت و پترو تعریف شده است.

انجماد فولاد مذاب در محفظه انجماد

انجماد، همچنین به عنوان انجماد شناخته می شود، تغییر فاز ماده است که منجر به تولید یک جامد می شود. به طور کلی، این اتفاق زمانی رخ می دهد که دمای یک مایع به زیر نقطه انجماد آن کاهش یابد. در پروژه شماره 9، فرآیند انجماد فولاد مذاب در داخل یک محفظه انجماد بررسی شده است. آب برای کاهش دمای فولاد مذاب و تسریع فرآیند انجماد استفاده می شود. شبیه سازی با استفاده از مدل VOF برای سه فاز هوا، آب و فولاد انجام شده است.

تخلیه کانال دوش

در پروژه شماره 10، یک زهکش دوش داخل کانال شیبدار با 120 ورودی آب شبیه سازی و تحلیل شده است. به منظور تجزیه و تحلیل جریان هوا و آب در داخل کانال، از مدل استاندارد k-epsilon با استفاده از توابع استاندارد دیوار بهره برداری شده است. مدل VOF چند فازی برای بررسی جریان دو فازی هوا و آب در این کانال استفاده شده است.