مرسوم‌ترین روش شبیه‌سازی اسپری مایع در بستر گاز، رویکرد اویلر لاگرانژ است که در آن فاز گاز با روش اویلری و فاز مایع با روش لاگرانژی ره‌گیری می شود. در رژیم جریان متراکم، تأثیر فاز مایع روی فاز گاز و همچنین تأثیر قطرات بر روی یکدیگر دارای اهمیت است و منجر به وابستگی شدید معادلات فاز گاز و مایع می‌شود. ازنظر عددی حل وابستگی این معادلات از چالش‌های اصلی این روش است. در پژوهش حاضر دو رویکرد مختلف در ساختار الگوریتم سیمپل برای حل معادلات ارائه‌شده است. بنابراین یک برنامه کامپیوتری با زبان فرترن برای حل معادلات با رویکرد اویلر لاگرانژ توسعه داده شد. برای اعتبارسنجی و ارزیابی رویکردهای ارائه‌شده، مسئله اسپری سوخت دیزل حل گردید و با مقایسه نتایج تجربی و در نظر گرفتن زمان همگرایی، الگوریتم مناسب انتخاب شد. نتایج نشان داد استفاده از یک مرحله حل تقریبی معادلات فاز لاگرانژ در آغاز حلقه تکرار الگوریتم سیمپل و سپس دو مرحله تصحیح در موقعیت مناسب در داخل الگوریتم سیمپل، الگوی مناسبی برای حل پیوند چهار راهه معادلات در رویکرد اویلر لاگرانژ است.
Zhou, Q., Lucchini, T., D’Errico, G., Novella, R., García-Oliver, J. M., & Lu, X. (2021). CFD analysis of combustion and emission characteristics of primary reference fuels: from transient Diesel spray to heavy-duty engine. Fuel, 301, 120994.
Benavides-Morán, A., Cubillos, A., & Gómez, A. (2021). Spray drying experiments and CFD simulation of guava juice formulation. Dry. Technol, 39(4), 450-465..
Ali, A. M., Dena, A. S. A., Yacoub, M. H., & El-Sherbiny, I. M. (2022). Drag-minimizing spore/pollen-mimicking microparticles for enhanced pulmonary drug delivery: CFD and experimental studies. J. Drug. Deliv. Sci. Technol, 67, 102960.
Farivar, F., Zhang, H., Tian, Z. F., & Gupte, A. (2020). CFD-DEM-DDM model for spray coating process in a Wurster coater. J. Pharm. Sci., 109(12), 3678-3689.
Desjardins, O., Fox, R. O., & Villedieu, P. (2008). A quadrature-based moment method for dilute fluid-particle flows. J. Comput. Phys, 227(4), 2514-2539.
Ejtehadi, O., Rahimi, A., Karchani, A., & Myong, R. S. (2018). Complex wave patterns in dilute gas–particle flows based on a novel discontinuous Galerkin scheme. Int. J. Multiph. Flow, 104, 125-151.
Ferry, J., & Balachandar, S. (2001). A fast Eulerian method for disperse two-phase flow. Int. J. Multiph. Flow, 27(7), 1199-1226.
Williams, F. A. (1958). Spray combustion and atomization. Phys. Fluids, 1(6), 541-545.
Koch, D. L. (1990). Kinetic theory for a monodisperse gas–solid suspension. Phys. Fluids, 2(10), 1711-1723.
Zhang, D. Z., & Prosperetti, A. (1994). Ensemble phase‐averaged equations for bubbly flows. Phys. Fluids, 6(9), 2956-2970.
O 'Rourke , P. J. (1985). The KIVA computer program for multidimensional chemically reactive fluid flows with fuel sprays. In Numerical Simulation of Combustion Phenomena (pp. 74-89). Springer, Berlin, Heidelberg.
Amsden, A. A. (1989). A computer program for chemically reactive flows with sprays. Report of Los Alamos National Laboratory.
Torres, D. J., & Trujillo, M. F. (2006). KIVA-4: An unstructured ALE code for compressible gas flow with sprays. J. Comput. Phys, 219(2), 943-975.
Duan, X., Xu, Z., Sun, X., Deng, B., & Liu, J. (2021). Effects of injection timing and EGR on combustion and emissions characteristics of the diesel engine fuelled with acetone–butanol–ethanol/diesel blend fuels. Energy, 231, 121069.
Ghayoumi, M. (2022). An Investigation of Applied Techniques to Improve Grid Generation in ICEs Simulations by KIVA. Fluid. Mech. Aerodyn. J, 10(2).
Liu, J., Guo, Q., Guo, J., & Wang, F. (2021). Optimization of a diesel/natural gas dual fuel engine under different diesel substitution ratios. Fuel, 305, 121522.
Lungu, J., Siwale, L., & Luwaya, E. (2018). Numerical Accuracy of the Kiva4 Code under Different Ignition Timing on the Combustion Characteristics of Gasoline in a Spark Ignition Engine. J. Power. Energy, 6(11), 87.
Elghobashi, S. (1994). On predicting particle-laden turbulent flows. Appl. Res, 52(4), 309-329.
Capecelatro, J., & Desjardins, O. (2013). An Euler–Lagrange strategy for simulating particle-laden flows. J. Comput. Phys, 238, 1-31.
Jacobs, G. B., & Don, W. S. (2009). A high-order WENO-Z finite difference based particle-source-in-cell method for computation of particle-laden flows with shocks. J. Comput. Phys, 228(5), 1365-1379.
Zhu, H. P., Zhou, Z. Y., Yang, R. Y., & Yu, A. B. (2007). Discrete particle simulation of particulate systems: theoretical developments. Chem. Eng. Sci, 62(13), 3378-3396.
Amsden, A. A., Butler, T. D., O'rourke, P. J., & Ramshaw, J. D. (1985). KIVA—a comprehensive model for 2-D and 3-D engine simulations. SAE trans, 1-15.
Watkins, A. P. (1989). Three-dimensional modelling of gas flow and sprays in diesel engines. Computer simulation of fluid flow, heat and mass transfer and combustion in reciprocating engines, (ed. N. C. Markatos). Washington, DC: Hemisphere Publishing Corporation. 193-237.
Watkins, A. P., Khaleghi, H., & Wang, D. M. (1991). Modelling spray phenomena in direct-injection diesel engines. Internal Combustion Engine Research in Universities, Polytechnics and Colleges, 131-142.
Khaleghi, H., Farani Sani, H., Ahmadi, M., & Mohammadzadeh, F. (2021). Effects of turbulence on the secondary breakup of droplets in diesel fuel sprays. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: J. Automot. Eng, 235(2-3), 387-399.
Khaleghi, H., Ahmadi, M., & Farani Sani, H. (2019). Effects of two-way turbulence interaction on the evaporating fuel sprays. Appl. Fluid Mech., 12(5), 1407-1415.
Khaleghi, H., Yazdanparast, S., Keshtkar, M., & Firouznia, Z. (2018). DEVELOPMENT OF A SPREAD SUBMODEL FOR SPRAY/WALL IMPACTION. At. Sprays , 28(10).
Issa, R. I., Gosman, A. D., & Watkins, A. P. (1986). The computation of compressible and incompressible recirculating flows by a non-iterative implicit scheme. J. Comput. Phys, 62(1), 66-82.
Ling, Y., Zaleski, S., & Scardovelli, R. (2015). Multiscale simulation of atomization with small droplets represented by a Lagrangian point-particle model. Int. J. Multiph. Flow, 76, 122-143.
Zhou, L., Xia, J., Shinjo, J., Cairns, A., Cruff, L., & Blaxill, H. (2015). Towards high-fidelity multi-scale simulation of spray atomization. Energy. Procedia, 66, 309-312.
Ström, H., Sasic, S., Holm-Christensen, O., & Shah, L. J. (2016). Atomizing industrial gas-liquid flows–development of an efficient hybrid vof-lpt numerical framework. Int. J. Heat. Fluid. Flow, 62, 104-113
Hsiang, L. P., & Faeth, G. M. (1992). Near-limit drop deformation and secondary breakup. Int. J. Multiph. Flow, 18(5), 635-652.
Pilch, M., & Erdman, C. A. (1987). Use of breakup time data and velocity history data to predict the maximum size of stable fragments for acceleration-induced breakup of a liquid drop. Int. J. Multiph. Flow, 13(6), 741-757.
Omidvar, A., & Khaleghi, H. (2012). An analytical approach for calculation of critical weber number of droplet breakup in turbulent gaseous flows. Arab. J. Sci. Eng, 37(8), 2311-2321.
Reitz, R. D., & Diwakar, R. (1986). Effect of drop breakup on fuel sprays. SAE trans, 218-227.
Munnannur, A., & Reitz, R. D. (2007). Droplet collision modeling in multi-dimensional spray computations. In SAE World Congress.
عابدی, شاهد, خالقی, حسن, & مداحیان, رضا. (1401). توسعه الگوریتم حل عددی مناسب برای رویکرد دوفازی اویلر لاگرانژ به‌صورت پیوند چهار راهه در شبیه‌سازی اسپری. مکانیک سازه ها و شاره ها, 12(4), 133-144. doi: 10.22044/jsfm.2022.11807.3578
MLA
شاهد عابدی; حسن خالقی; رضا مداحیان. "توسعه الگوریتم حل عددی مناسب برای رویکرد دوفازی اویلر لاگرانژ به‌صورت پیوند چهار راهه در شبیه‌سازی اسپری", مکانیک سازه ها و شاره ها, 12, 4, 1401, 133-144. doi: 10.22044/jsfm.2022.11807.3578
HARVARD
عابدی, شاهد, خالقی, حسن, مداحیان, رضا. (1401). 'توسعه الگوریتم حل عددی مناسب برای رویکرد دوفازی اویلر لاگرانژ به‌صورت پیوند چهار راهه در شبیه‌سازی اسپری', مکانیک سازه ها و شاره ها, 12(4), pp. 133-144. doi: 10.22044/jsfm.2022.11807.3578
VANCOUVER
عابدی, شاهد, خالقی, حسن, مداحیان, رضا. توسعه الگوریتم حل عددی مناسب برای رویکرد دوفازی اویلر لاگرانژ به‌صورت پیوند چهار راهه در شبیه‌سازی اسپری. مکانیک سازه ها و شاره ها, 1401; 12(4): 133-144. doi: 10.22044/jsfm.2022.11807.3578
)