در این پژوهش، تزریق جت مایع در جریان متقاطع به صورت عددی با استفاده از نرم افزارهای FLUENT ( فلوینت )  و MATLAB مورد مطالعه و بررسی قرارگرفته است. به علت فیزیک پیچیده مساله، مطالعات عددی صورت گرفته در این زمینه که از فرض پیوستگی برای هر دو فاز استفاده می‌­کنند، همواره با محدودیت­های جدی همراه بوده است. در این مطالعه رویکرد اویلر-لاگرانژ به عنوان یک رویکرد جایگزین، به منظور مطالعه عددی این پدیده اتخاذ شده است. درک فرضیات اساسی به کار رفته در این رویکرد نیازمند درک صحیح از فیزیک جریان است. لذا ابتدا به طور کامل به فیزیک جریان پرداخته شده است. از آنجا که استفاده از رویکرد اویلر-لاگرانژ به منظور مدل­سازی تزریق جت سیال در جریان متقاطع از سابقه چندانی برخوردار نیست، نتایج به دست آمده مورد بررسی­‌های متعددی، از جمله اثرات احتمالی تغییر اندازه شبکه و اثرات گام زمانی بر نتایج نهایی، قرار گرفته است. به علاوه، از آنجایی که برخورد قطرات دراین مطالعه لحاظ شده است، اثرات الگوریتم برخورد به کار گرفته شده و وابستگی احتمالی آن به اندازه شبکه و گام زمانی مورد تحقیق قرار گرفته است. در ادامه اندازه متوسط قطرات در مقاطع مختلف و همچنین میزان نفوذ جت در جریان متقاطع به ازای نسبت­های مومنتوم مختلف، با نتایج آزمایشگاهی و تجربی متعدد مورد مقایسه قرار گرفته است. همچنین، توزیع سرعت و اندازه قطرات به دست آمده از مدل­سازی، در مقاطع مختلف با مشاهدات آزمایشگاهی متعدد مقایسه شده است. مقایسه‌­ها نشان می­‌دهد که نتایج به دست آمده به خوبی با داده­‌های تجربی سازگار است و در صورتی که از مدل­های مناسب استفاده شود، رویکرد اویلر-لاگرانژ به عنوان یک رویکرد کارآمد، توانایی بالایی در مدل­سازی پدیده تزریق جت مایع در جریان متقاطع را خواهد داشت. در ادامه، به اثرات مهم جریان داخلی نازل اریفیس بر میزان نفوذ جت سیال و اندازه نهایی قطرات اشاره شده است.نتایج نشان می‌­دهد که عدم توجه کافی به رژیم جریان داخل نازل اریفیس، یکی از عوامل مهم در اختلاف‌­های قابل توجه در نتایج آزمایشگاهی است و لازم است به این موضوع توجه شود.

آنچه در این شبیه‌سازی خواهید آموخت:

1- نحوه حل شدن معادلات مسیریابی دیفرانسیلی کوپل شده با معادلات ناویر-استوکس

2- معرفی و توضیح کامل تنظیمات فاز گسسته

3- نحوه اعمال شرایط مرزی فاز گسسته و برهم‌کنش آن با فاز پیوسته

4- نحوه استخراج نتایج مربوط به فاز گسسته

5- انتقال نتایج از نرم افزار FLUENT ( فلوینت ) به نرم‌افزار MATLB 

6- نحوه Import و Export کردن داده‌ها و همچنین غربال کردن و مرتب‌سازی حجم عظیم داده‌ها در MATLAB

7- نحوه ایجاد نتایج بصری دلخواه در نرم‌افزار Sigma Plot

نکات و الزامات:

1- این  برنامه در ANSYS Fluent 16.0حل شده است. لذا فایل آن در نسخه‌های قبلی این مجموعه ممکن است باز نشود.

2- کد MATLAB می‌تواند در همه نسخه‌ها باز شود.

3- داشتن آشنایی اولیه با CFD و معادلات نویر استوکس و نحوه حل شدن آن‌ها در فلوئنت

4- داشتن آشنایی با اصول اولیه زبان برنامه نویسی در MATLAB

5- داشتن آشنایی اولیه با Excel و نحوه نوشتن equation در آن

برای آشنایی با نرم افزار Fluent  می توانید با کلیک بر روی عنوان های زیر به مقاله های مورد نظر هدایت شوید. لازم به ذکر است که نرم افزار Fluent از پرکاربردترین نرم افزار های مهندسی در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک می باشد که بسیاری از دانشجویان با استفاده از نرم افزار Fluent  به ارایه پایان نامه های کارشناسی ارشد, پروژه های صنعتی و علمی می پردازند.

- آشنایی با نرم افزار Fluent

- آموزش نصب نرم افزار Fluent