A computational study on droplet impingement onto a thin liquid film
Joint Authors
Asadi, Said
Fard, Muhammad Passandideh
Source
The Arabian Journal for Science and Engineering. Section B, Engineering
Issue
Vol. 34, Issue 2B (31 Oct. 2009), pp.505-517, 13 p.
Publisher
King Fahd University of Petroleum and Minerals
Publication Date
2009-10-31
Country of Publication
Saudi Arabia
No. of Pages
13
Main Subjects
Topics
Abstract AR
تمت دراسة عملية ارتطام قـطيرة على غشاء سائل رقيق بوساطة إجراء محاكاة حسابية.
و قد تم حل معادلات Navier-Stokes للسوائل غير الثابتة, و المائعة اللاضغوطة, و اللــزجة في نظام الإحداثيات المتماثل المحاور بوساطة طريقة التحكـم في الحجم.
و تم استعمال أسلوب حجم السائل (VOF) لتتبع سطح السائل الحر.
و قد أظهرت نتائج الأنموذج توافقا جيدا مع القياسات المخبرية.
و وجد أن العمليات الديناميكية بعد الارتطام سريعة التأثر بسرعة القــطيرة الابتدائية و عمق حوض السائل.
و تم حساب التطوير الزمني لعلو التاج و قطره بوساطة المحاكاة الحسابية.
و تم أيضا حساب علو التاج الأقصى و زمنه المناظر على أعداد ويبر (We) مختلفة و على سماكات مختلفة للغشاء.
و أظهرت النتائج أن السماكة اللابعدية للغشاء السائل لها تأثير ضئيل على العوامل اللابعدية المتعلقة بعلو التاج الأقصى و زمنه المناظر.
و من ثم تمت دراسة العدد We الحرج للرش (Wecr) على أعداد Oh (Ohnesorge) مختلفة ضمن النطاق 0.01~0.1؛ و أظهرت النتائج توافقا جيدا مع نتائج الاختبارات.
و أجريت المحاكاة الحسابية أيضا لأعداد Oh أقل (0.001~Oh) و حيث لا يمكن إجراء التجارب بسبب الحدود المفروضة من الأجهزة.
و وجد أن عدد We الحرج عديم التأثر بسماكة الغشاء اللابعدية ؛ إلا أنه ينقص مع تناقص العدد Oh أو لزوجة السائل.
و أخيرا, تم وضع معادلات بسيطة تربط ما بين العوامل اللابعدية المختلفة و المهمة في عملية ارتطام القــطيرة على غشاء سائل رقيق.
Abstract EN
The impingement of a droplet onto a thin liquid film is studied by numerical simulation.
The Navier–Stokes equations for unsteady, incompressible, viscous fluids in the axisymmetric coordinate system are solved using a control volume method.
The volume-of-fluid (VOF) technique is used to track the free-surface of the liquid.
Model predictions are in good agreement with experimental measurements.
It is found that the dynamic processes after impact are sensitive to the initial droplet velocity and the liquid pool depth.
The time evolution of the crown height and diameter are obtained by numerical simulation.
The maximum crown height and its corresponding time are calculated using the model for different We (Weber) numbers and various film thicknesses.
Results show that the non-dimensional film thickness has a small effect on the non-dimensional parameters related to the maximum crown height and its corresponding time.
Next, the critical we number for splashing (Wecr) is studied for Oh (Ohnesorge) numbers in the range of 0.01~0.1; the results compare well with those of the experiments.
The numerical simulation is also performed for lower Oh (Oh~0.001) where experiments cannot be performed due to limitations in the instruments.
The critical we number is found to be insensitive to the non-dimensional film thickness; it decreases, however, with decreasing Oh number or liquid viscosity.
Finally, simple expressions are developed that correlate the non-dimensional parameters involved in the droplet impingement onto a thin liquid film.
American Psychological Association (APA)
Asadi, Said& Fard, Muhammad Passandideh. 2009. A computational study on droplet impingement onto a thin liquid film. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section B, Engineering،Vol. 34, no. 2B, pp.505-517.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-327811
Modern Language Association (MLA)
Asadi, Said& Fard, Muhammad Passandideh. A computational study on droplet impingement onto a thin liquid film. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section B, Engineering Vol. 34, no. 2B (Oct. 2009), pp.505-517.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-327811
American Medical Association (AMA)
Asadi, Said& Fard, Muhammad Passandideh. A computational study on droplet impingement onto a thin liquid film. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section B, Engineering. 2009. Vol. 34, no. 2B, pp.505-517.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-327811
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 517
Record ID
BIM-327811