ד"ר איילת גולדשטיין
פתרונות אנליטיים לאופנים שונים של זרימות/ חקירת שדה זרימה מלא לתנאי שפה משתנים (תנאי דירכלה ונוימן), תוך טיפול מעמיק בסביבת קו המגע שבין הפאזות
- מחקר זה עוסק בבחינת התנהגות המהירות ומאמצי החיכוך בזרימה דו-פאזית שטוחה ולמינרית, המתמקדת באזור הסמוך לקו המגע שהינו הממשק בין הנוזלים לדפנות הצינור (במישור דו-ממדי, נקודת ה-TP). בניגוד לפתרונות תנאי אי-החלקה המסורתיים, אשר במקרים מסוימים מובילים לתוצאות לא פיזיקליות עם מאמצי גזירה אינסופיים, אנו מניחים כי החלקה בדופן אפשרית, במיוחד באזור קריטי זה
- התנאי הניסוחי מוצג על ידי עיקרון תנאי נאביה, המגדיר קשר לינארי בין מהירות ההחלקה לנגזרתה, ובכך מאפשר גישה חדשה לפתרון הבעיה. הפתרון הכללי לתנאי אי-החלקה לשדה המהירות באזור ה-TP מתבטא בטור חזקות כתלות במרחק מהנקודה. החזקות הן דיסקרטיות ואינן שלמות, המתקבלות מהמשוואה האופיינית שהיא פונקציה של צמיגות וזווית המגע בין הזורמים לדופן. לעומת זאת, בפתרון עם תנאי החלקה של נאביה, לכל איבר בטור נוצר מגדל אין-סופי, ועוד מגדל נוסף הכולל גם חזקות שלמות
- הפתרון מספק את שדות המהירויות ומאמצי הגזירה, ומציג גם כיצד גדל הכוח ביחידת אורך הפועל על כל משטח שרירותי בשדה הזרימה – חישוב המתבצע בעקרון דומה לאלה של פונקציות זרם. ניתוח השוואתי עם הפתרון הקלאסי תחת תנאי אי-החלקה מדגים בבירור כיצד הרפיית תנאי הדופן מפחיתה את מאמצי הגזירה, ומשפרת את הדיוק והעקביות של התיאור המקומי של הזרימה
- מחקר זה פותח דלת להבנה מעמיקה וחדשנית של דינמיקת זרימה מורכבת, ומציע כלים פרקטיים לשיפור היישומים הטכנולוגיים וההנדסיים במערכות מתקדמות
