شبیه سازی عددی خروج مایل استوانه از آب با استفاده از حل معادلات دینامیکی جسم صلب

در این تحقیق به منظور بررسی خروج مایل یک جسم از فاز متراکم به فاز رقیق، شبیه سازی عددی خروج از آب یک جسم انجام گردیده است. این تحقیق کاربردهای زیاد و متنوعی دارد که از آن جمله میتوان به تبادل اکسیژن در شش انسان، خروج از آب یک موشک شلیک شده از زیردریایی، عملیات نصب سازههای فرا ساحلی و طراحی زیردریایی اشاره کرد. پیچیدگی فراوان روشهای تحلیلی و مشکلات پیش رو برای ساخت مدل سبب گرایش به سمت استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی شده است. در تحقیق حاضر، با حل جریان دو فازی حول استوانه، تأثیر حرکت شبکه بر تغییر شکل سطح آزاد و تغییرات سرعت جسم، بررسی می شود. در این مقاله معادلات ناویر- استوکس و پیوستگی از روش حجم محدود و معادلات سطح آزاد با استفاده از روش حجم سیالVOF) مدل سازی شده و با هم کوپل میشوند. برای محاسبه مطلوب نیروهای وارد بر استوانه هنگام خروج مایل از آب، تغییرات شتاب حرکت ناشی از خروج مایل از سطح آزاد نیز در نظر گرفته میشود. برای این منظور از معادلات دینامیکی حرکت شش درجه آزادی جسم صلب استفاده می شود. نتایج حاصل به نحو مناسبی با نتایج آزمایشگاهی مطابقت دارد که توانایی روش حاضر را در حل این نمونه مسائل به خوبی نشان می دهد