محاسبه عددی توزیع سرعت و فشار در اطراف اجسام مغروق

با ابداع کامپیوترها و توسعه امکانات محاسباتی، پژوهش های بنیادی و اساسی در زمینه طراحی در علوم مهندسی به سمت مطالعات عددی پیش رفته است و امروزه روش های عددی بسیار گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. دامنه استفاده از روش های عددی بسیار وسیع است بگونه ای که در هر زمینه ای با توجه به شرایط و ویژگی های حاکم، روش عددی مناسب انتخاب شده و مورد استفاده قرار می گیرد. در حوزه علوم دریایی با توجه به وسعت محیط های محاسباتی روش المان مرزی بسیار کاربردی می باشد. المان مرزی یک روش انتگرالی است و یکی از مزایای آن امکان محدود ساختن محیط های محاسباتی نامحدود می باشد. از طرفی در بسیاری از مسائل مطرح شده در حوزه هیدرودینامیک شناورها، بدون شناخت پارامترهای اساسی در طراحی مانند توزیع سرعت و فشار نمی توان عمل نمود، از اینرو محاسبه سرعت و فشار اطراف شناورها هدف اصلی این مقاله می باشد. در این مقاله با صرف نظر نمودن از اثرات ویسکوزیته و تراکم پذیری سیال و چرخش جریان، معادله حاکم که با توجه به فرضیات اعمال شده معادله لاپلاس می باشد، تحت تاثیر شرایط مرزی بر روی سطوح مختلف، با استفاده از روش المان مرزی مستقیم حل شده است. در اینجا کره ای با شعاع واحد به عنوان نمونه تحت بررسی انتخاب شده و نتایج مربوطه نشان داده شده است. به منظور معتبرسازی، نتایج حاصل از حل عددی با حل تحلیلی مساله مقایسه شده و نزدیکی نتایج نشان داده شده است.

Keywords:

جریان پتانسیل , المان مرزی , سرعت , فشار