Modelado Computacional de Impresión Basada en Gotas Usando el Método de Volumen de Fluido (VOF) Multifásico: Predicción del Flujo, Comportamiento de Difusión y Capacidad de Impresión
Autores: Shah, Rauf; Mohan, Ram V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelado Computacional de Impresión Basada en Gotas Usando el Método de Volumen de Fluido (VOF) Multifásico: Predicción del Flujo, Comportamiento de Difusión y Capacidad de Impresión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Evolución
Gotas
Proceso de impresión
Método VOF
Modelo computacional
Tensión superficial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La evolución de las gotas durante el proceso de impresión se modela utilizando el método de volumen de fluido (VOF), que implica resolver las ecuaciones de Navier-Stokes y continuidad para flujo incompresible con múltiples fases inmiscibles en una cuadrícula de volumen finito. Una función indicadora rastrea las interfaces y calcula las fuerzas de tensión superficial. Un estudio de independencia de la cuadrícula confirmó la convergencia y eficacia de las soluciones. El modelo computacional coincidió bien con los datos experimentales, capturando con precisión el impacto, la propagación y el retroceso de las gotas sobre una superficie sólida. Además, el modelo validó la interacción de las gotas con superficies hidrofílicas e hidrofóbicas tanto para ángulos de contacto constantes como dinámicos. Se consideraron números adimensionales clave (Re, We, Oh) para estudiar la interacción de fuerzas durante el impacto de las gotas sobre una superficie sólida. La calidad final de la impresión está influenciada por la dinámica de las gotas, gobernada por fuerzas corporales (tensión superficial, gravedad), ángulo de contacto, fuerzas disipativas debido al movimiento y propiedades del material. Los estudios computacionales proporcionan información sobre el rendimiento general del proceso y la calidad final de la impresión bajo diversas condiciones de proceso y propiedades del material.
Descripción
La evolución de las gotas durante el proceso de impresión se modela utilizando el método de volumen de fluido (VOF), que implica resolver las ecuaciones de Navier-Stokes y continuidad para flujo incompresible con múltiples fases inmiscibles en una cuadrícula de volumen finito. Una función indicadora rastrea las interfaces y calcula las fuerzas de tensión superficial. Un estudio de independencia de la cuadrícula confirmó la convergencia y eficacia de las soluciones. El modelo computacional coincidió bien con los datos experimentales, capturando con precisión el impacto, la propagación y el retroceso de las gotas sobre una superficie sólida. Además, el modelo validó la interacción de las gotas con superficies hidrofílicas e hidrofóbicas tanto para ángulos de contacto constantes como dinámicos. Se consideraron números adimensionales clave (Re, We, Oh) para estudiar la interacción de fuerzas durante el impacto de las gotas sobre una superficie sólida. La calidad final de la impresión está influenciada por la dinámica de las gotas, gobernada por fuerzas corporales (tensión superficial, gravedad), ángulo de contacto, fuerzas disipativas debido al movimiento y propiedades del material. Los estudios computacionales proporcionan información sobre el rendimiento general del proceso y la calidad final de la impresión bajo diversas condiciones de proceso y propiedades del material.