حل عددي جريان چندلايه هسته- حلقه با روان‌كار ويسكوپلاستيك به روش المان طيفي

هدف پژوهش حاضر شبيه‌سازي جريان چندلايه از نوع هسته-حلقه درون يك كانال دوبعدي است كه در آن سيال نيوتني در هسته قرار گرفته و بوسيله سيال ويسكوپلاستيك از نوع نظ ميافته بينگهام به عنوان روا‌‌ن‌كار احاطه شده است. اين شبيه‌سازي بر اساس تكنيك حجم سيال انجام گرفته است. معادلات جريان و غلظت، به روش المان طيفي گسسته سازي مكاني شده‌اند. طرح تصحيح سرعت، به عنوان يك الگوريتم مرتبه بالا، براي جداسازي متغيرهاي سرعت و فشار براي جريان دو فاز با روان‌كار ويسكوپلاستيك، توسعه داده شده است. اعمال فرضيات جريان توسعه يافته، منجر به معادله غيرخطي در ناحيه پلاستيك جريان مي‌شود كه به صورت عددي حل شده و به عنوان حل نيمه تحليلي شناخته مي­شود و براي اعتبار سنجي نتايج المان طيفي، در كنار كارهاي گذشته، استفاده شده است. اثر پارامترهاي اصلي جريان، يعني عدد بينگهام، نسبت لزجت دو سيال و ضخامت هسته، بر افت فشار و ضخامت ناحيه تسليم نشده مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه عدد بينگهام تأثير بيشتري بر افت فشار و ضخامت ناحيه تسليم نشده دارد. همچنين توزيع متغيرهاي ثانويه، شامل لزجت ظاهري و تنش برشي، در مقطع كانال ارائه شده و نشان مي‌دهد وجود اختلاط در مرز دو سيال، باعث تفاوت بين حل عددي و نيم هتحليلي مي‌گردد.