شبیه¬سازی عددی به هم پیوستن دو حباب آزاد با استفاده از روش شبکه¬ی بولتزمن

چکیده مقاله

چکیده به هم پیوستن حباب¬ها یا قطره¬ها در موقعیت¬های فیزیکی متعددی در طبیعت یا در صنعت رخ می¬دهد. هنگامیکه دو حباب در تماس با یکدیگر قرار می¬گیرند، یک پل ارتباطی میان آن¬ها شکل می¬گیرد که در نتیجه¬ی نیروهای کشش سطحی به سرعت بر ضخامت آن افزوده می¬شود تا اینکه در نهایت یک حباب منفرد تشکیل گردد. در مقاله¬ی حاضر از روش شبکه¬ی بولتزمن و از مدلی براساس میدان فاز برای بررسی به هم پیوستن دو حباب آزاد استفاده شده است. نشان داده می¬شود که روش شبکه¬ی بولتزمن این توانایی را دارد که پدیده¬ی بنیادی به هم پیوستن دو حباب را به درستی شبیه¬سازی نماید. برای اعتبار سنجی مدل ارائه شده از مقایسه¬ی نتایج آن با قانون لاپلاس استفاده شده و سپس اثر برخی پارامترهای تاثیرگذار جریان بر زمان به هم پیوستن دو حباب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی حاضر نشان می¬دهند که مقادیر مختلف پارامترهای نسبت چگالی دو فاز، کشش سطحی، ضخامت اولیه¬ی سطح میانجی و فاصله¬ی میان دو حباب منجر به زمان¬های مختلفی برای به هم پیوستن دو حباب و تشکیل حباب منفرد نهایی می¬گردند. همچنین مقداری بحرانی برای فاصله¬ی میان دو حباب وجود دارد که چنانچه فاصله¬ی میان دو حباب بیشتر از آن باشد، به هم پیوستن اتفاق نمی¬افتد.