توسعه یک روش عددی حجم محدود برای ارزیابی عملکرد هیدرودینامیکی سازه های دریایی

در این مقاله، توسعه یک روش عددی به منظور ارزیابی عملکرد هیدرودینامیکی سازه های ساحلی و فراساحلی صلب ثابت یا متحرک، در جریان گذرای تک فازی یا دوفازی سیالات لزج و تراکم ناپذیر، با جزئیات ارائه شده است. برای این منظور، با انتخاب گسسته سازی حجم محدود و چیدمان هم مکان۱، یک  روش گام جزئی۲ در حل میدان سرعت و فشار و یک روش حجمی۳ در ارائه سطح آزاد پیاده شده است. دامنه محاسباتی دوبعدی، بر اساس رویکرد شبکه های روی هم۴ - شامل یک شبکه زمینه۵ غیریکنواخت کارتزین و یک شبکه روافتاده۶ از سلول های چهار وجهی - گسسته شده است. با توسعه کد بر اساس الگوریتم و حل مسائل نمونه، صحت و دقت رویکرد ارزیابی گردیده است. بدین ترتیب، یک روش عددی قوی در حل مسائل پیچیده هیدرودینامیک، همراه با قابلیت توسعه ساده به فضای سه بعدی معرفی شده است. بدین ترتیب، امکان بررسی مسائل هیدرودینامیکی در فضای دوبعدی فراهم آمده و بر این اساس، نیاز به توسعه کد به فضای سه بعدی وجود دارد. به علاوه، اثر آشفتگی باید اضافه شود. لازم به ذکر است که در انتقال تمامی متغیرهای میدان جریان دوفازی، از یک رویکرد ساده غیربقائی استفاده شده است. دستگاه معادلات جبری حاصل از شبکه های مختلف نیز، برای هر متغیر به صورت همزمان حل شده تا کوپل قوی بین شبکه ها برقرار شود. به علاوه، ترکیب اجزاء الگوریتم حاضر متفاوت با تحقیقات پیشین بوده و کارآمد می باشد.

Keywords:

Finite Volume , Numerical Hydrodynamics , Overlapping mesh , Free Surface , Lift and Drag Coefficients , حجم محدود , هیدرودینامیک عددی , شبکه های روی هم , سطح آزاد , ضرایب برا و پسا