​

ANSYS Fluent programı, çok fazlı modellemeye iki farklı yaklaşım sunar:

​

1) Euler-Lagrange yaklaşımı: Bu yaklaşımda, birincil faz Navier-Stokes denklemlerini çözerek bir süreklilik içindeyken, ikincil faz, hesaplanan akış alanı boyunca dağılmış faz olarak çok sayıda parçacık, kabarcık veya damlacık olarak çözülür. Birincil fazın hesaplanması sırasında, ikincil fazın yörüngeleri, belirtilen aralıklarla ayrı ayrı hesaplanır. Birincil ve ikincil faz, aralarında kütle, momentum ve enerji alışverişini sağlar.

​

2) Euler-Euler yaklaşımı: Bu yaklaşımda farklı fazlar matematiksel olarak ele alınır ve fazların hacimce yüzdeleri sıfır ile bir aralığında tanımlanır. Farklı fazların hacimsel oranları, zaman ve uzayın sürekli fonksiyonlarıdır ve toplamlarının bir olduğu varsayılır. Modelde Euler-Euler yaklaşımı için “VOF Modeli”, “Karışım Modeli” ve en kapsamlı “Euler Modeli” seçenekleri mevcuttur. Deneysel sonuçlara göre çok fazlı akışın sayısal modellemesi için en uygun model seçilecektir.

​

Öncül deneylerin sayısal simülasyonu Euler modeli ile yapılmıştır. Deney düzeneğinde başlangıçta tabakalaşmış akıma 2 mm çaplı tek delikli difüzörden 400 l/saat hava verildiğinde izlenen karışımın hidrodinamiği mevcut sınır koşulu ‘degassing’ seçilerek modellenmiştir.(Şekil.5.) 

​

Termal olarak tabakalaşmış su kolonunun hava kabarcığı ile karışımının modellenmesi iki fazlı akımın türbülanslı modellemesini gerektirmektedir. Türbülanslı akım yaygın olarak kullanılan 3 boyutlu Fluent modeli dört farklı yöntemle modelleme yapabilmektedir. Öncül simulasyonlar kapsamında yapılan literatür çalışmaları “discrete phase method” ile “volume of fraction method” yöntemlerinin çalışma için uygun olmadığına işaret etmiştir. Bu nedenle sayısal modelde kullanılan yöntemler “Mixture” ve “Eulerian multiphase” modelleri ile sınırlandırılmıştır. İki model ayrı ayrı kullanılarak yapılan simulasyonlarda ise “Eulerian multiphase” modelinin sınır koşulu olarak “degassing” kullanıldığında deney sonuçlarını modelleyebildiği görülmüştür (Elçi vd., 2023).