شبيه سازي عددي دوبعدي اندركنش شاك و حباب در جريان‌هاي دو فازي تراكم پذير

Two Dimensional Numerical Simulation of Shock-Bubble Interaction in Compressible Two-Phase Flows

در اين مقاله تاكيد اصلي بر تسخير دقيق فصل مشترك و مطالعه اندركنش شاك و حباب در جريان‌هاي دو فازي گاز-گاز و گاز – مايع است. بدين منظور براي اولين بار از حلگر ريمان HLLC و روش حل عددي گودونوف براي معادلات دو سيالي 5 معادله‌اي كاپيلا استفاده شد و كد نويسي به صورت دوبعدي و با دقت مرتبه دو انجام شد. مسايل اندركنش شاك و حباب هليم در هوا و حباب هوا در آب شبيه سازي شد. نتايج عددي بدست آمده برابري عالي با نتايج تجربي و نتايج قبلي بدست آمده توسط محققين با روش‌هاي عددي و معادلات ديگر دارد. اين روش در عين سادگي، قادر است موج شاك گذرا و ناپيوستگي هاي مواد و ناپايداري‌هاي فصول مشترك را به دقت و بدون نوسان و پخش عددي اضافي تسخير نمايد.

The main objective of this paper is the accurate interface capturing and study on the shock-bubble interaction in gas-gas and gas-liquid two-phase flows. For this aim, the HLLC Riemann solver and Godunov numerical method were used for the first time for the 5-equation Kapila model. Transient shock wave interaction with Helium-Air and Air-Water bubbles were simulated. Numerical results were compared with available experimental results. The results have excellent agreement with experimental and previous published numerical results obtained by methods that are more sophisticated. Results show that the present method is able to capture transient shock waves and materials discontinuities and interfaces instabilities accurately and without any diffusion and oscillation.