انجمن علوم و مهندسی منابع آب تحقیقات منابع آب ایران 1735-2347 4 2 2008 09 22 Simulation of a Viscous Two-Phase Flow with Complex Interface Deformations مدل‌سازی عددی جریان لزج همراه با تغییر شکل‌های پیچیده سطح آزاد 66 74 15698 FA ابراهیم جهان‌بخش کارشناس ارشد /پژوهشی، آزمایشگاه دریا، دانشگاه صنعتی شریف روزبه پناهی کارشناس ارشد/ پژوهشی، بخش حمل و نقل و تکنولوژی دریایی، پژوهشکده حمل و نقل وزارت راه و ترابری محمد سعید سیف دانشیار/ دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف Journal Article 2005 08 30 In this paper a compatible computational fluid dynamics procedure is presented for calculation of immiscible viscous incompressible fluids separated by a well-defined interface. Two fluids are modeled as a single continuum with a fluid property jump at the interface by solving a scalar transport equation for volume fraction. The conservation equations for mass and momentum are solved using fractional step method. A Finite Volume discretisation and colocated arrangement are used. Also, the pressure integral term in Navier-Stokes equation is discretised based on a newly developed interpolation which results in non-oscilatoty velocity field especialy at the interface of two high density ratio phases. Finally, computer code is developed based on the above mentioned algorithm and is verified using dam breaking problem with and without obstacle and Raleigh-Taylor instability. The  results showed a good concordance with available experimental and numerical data. در این مقاله الگوریتم عددی حجم محدود برای مدل‌سازی جریان گذرای لزج غیر قابل تراکم همراه با سطح آزاد ارائه شده است. برای حل میدان سرعت و فشار از روش گام جزئی استفاده گردیده است. به علاوه، به منظور مدل‌سازی مناسب تغییر شکل‌های پیچیده در سطح آزاد مثل شکست موج (که در کاربردهای عملی بسیار اتفاق می‌افتد) روش حجمی و حل معادله انتقال نسبت حجمی بکار برده شده است. استفاده از روش مذکور، به خصوص در زمانی که دو فاز سیال با اختلاف نسبت حجمی بالا (مثل آب و هوا) در میدان محاسباتی وجود داشته باشند، با مشکلاتی مثل نوسانات غیر فیزیکی میدان سرعت در ناحیه فصل مشترک دو فاز سیال همراه است. در این مقاله، با ارائه میانیابی جدید خط شکسته برای گسسته سازی جمله انتگرال فشار که در معادلات ناویر ـ استوکس ظاهر می‌شود، این مشکل حل شده و نتایج بسیار مناسبی در مدل‌سازی‌ها بدست آمده است. برای بررسی دقت و صحت الگوریتم پیشنهادی از مسأله ناپایداری رایلی ـ تیلور استفاده گردیده است. در مسأله دیگر، شکستن دیواره آب درون مخزن در دو حالت بدون مانع و با مانع مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه نتایج عددی و آزمایشگاهی، بیانگر توانایی رویة مورد استفاده و اهمیت مدل‌سازی دو فاز سیال (در مقابل مدل‌سازی یک فاز) برای نزدیک شدن به مدل‌سازی واقعی می‌باشد.  https://www.iwrr.ir/article_15698_1bdb197430d132e1c98805deb596caf2.pdf