مدل عددی هیدرودینامیک ذرات هموار شده تراکم ناپذیر با استفاده از معادلات ناویر استوکس برای مدل سازی جریان های سطح آزاد

در مطالعه حاضر مدل عددی دوبعدی که قادر به مدل سازی جریان های با سطح آزاد 1 می باشد، با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار شده تراکم ناپذیر توسعه یافته است. روشISPH یک روش بدون نیاز به شبکه بندی بوده که ازدیدگاه لاگرانژی به مسائل می نگرد. این روش قادر به مدل سازی جریان هایی که دارای تغییر شکل های بزرگ و سطوح آزادپیچیده هستند، می باشد. معادلات حاکم در این مدل، معادلات پیوستگی و ناویر-استوکس می باشد که با استفاده از روش دوگامجزئی حل شده اند. در گام اول، معادلات ناویر استوکس بدون در نظر گرفتن جمله فشار و در نظر گرفتن تراکم ناپذیری حل میشوند و در گام بعد با اعمال جمله فشار و استفاده از معادله پیوستگی، موقعیت و سرعت دقیق ذرات به دست می آید. در مدل حاضر از شیوه ای جدید برای اختصاص چگالی به ذرات استفاده شده است. برای بررسی کارایی مدل حاضر، از نتایج دو تست آزمایشگاهی برای مسئله شکست سد استفاده شده است. مطابقت خوب نتایج مدل حاضر با داده های آزمایشگاهی برای مسئله شکست سد نشان می دهد که مدل هیدرودینامیکISPHابزاری مناسب برای شبیه سازی مسائل پیچیده جریان با سطح آزادمی باشد.

Keywords:

جریان با سطح آزاد , روش دو گام جزئی , هیدرودینامیک ذرات هموار شده تراکم ناپذیر , شکست سد