بررسي جريان داخلي مخلوط گاز دوتايي درون يك استوانه دوار به روش شبيه سازي مستقيم مونت كارلو

Investigation of Internal Flow of Binary Gas in a Rotating Cylinder Using Direct Simulation Monte-Carlo (DSMC)

در مقاله حاضر، جريان داخلي مخلوط حاوي گاز هاي آرگون و هليوم درون يك استوانه دوار با سرعت زاويه اي و دماي ديواره ثابت به روش شبيه سازي مستقيم مونت كارلو مورد بررسي قرار گرفته است. به منظور بررسي وابستگي حل به تعداد مولكول مدل، از دو تعداد مولكول مختلف استفاده شده است. نتايج نشان مي دهد كه افزايش تعداد مولكول هاي مدل، منجر به نتايج با دقت بيشتري مي‎شود، اما منجر به افزايش زمان شبيه‎سازي مي گردد. در مدل‎هاي برخورد مولكولي از دو مدل كره سخت با قطر متغير و مدل كره نرم با قطر متغير استفاده شده و نتايج آنها با يكديگر مقايسه گرديده است. نتايج نشان مي‎دهد كه شبيه سازي با استفاده از مدل كره نرم نسبت به مدل كره سخت براي دماي مخلوط در نزديكي ديواره سيلندر از دقت بالاتري برخوردار است. حل تحليلي مربوطه نيز ارايه شده و با نتايج شبيه سازي عددي كار حاضر مقايسه گرديده است.

In this paper a rarefied binary gas mixture flow of Argon and Helium inside a rotating cylinder with constant angular velocity and constant wall temperature is investigated using the direct simulation of Monte - Carlo (DSMC) method. The number of different molecules were used, to study the dependence of the solution to number molecule model. The results show that increasing the number of molecules model is more accurate, On the other hand increase the simulation time. Also for modeling the intermolecular collision, the variable soft sphere (VSS) and the variable hard sphere (VHS) were investigated in present work and the results were compared with each other. The results show that the variable soft sphere model (VSS) compared to the variable hard sphere model (VHS) for the temperature of the mixture near the cylinder walls more carefully. The analytical solution is also presented and compared with the current simulation results.