فردین روزبهانی - دانشجوی دکتری تخصصی، مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران
کاظم هجرانفر - استاد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف، تهران

در مطالعه حاضر، شبیه سازی عددی جریان سطح آزاد و اندرکنش موج-اجسام شناور با استفاده از یک روش هیدرودینامیک ذرات هموار کاملا تراکم ناپذیر بر پایه ایده تراکم پذیری مصنوعی انجام شده است. معادلات حاکم دوبعدی در فرمولاسیون متغیرهای اولیه، با استفاده از روش تراکم پذیری مصنوعی کورین در چهارچوب مرجع لاگرانژی بیان شده تا یک الگوریتم هیدرودینامیک ذرات هموار مناسب برای حل جریان های تراکم ناپذیر ارائه شود. از یک شیوه ضمنی دوزمانه برای انتگرال گیری در زمان با قابلیت حل مسائل گذرا استفاده شده است. برخلاف روش کلاسیک تراکم پذیر جزئی ، روش فوق با مشکلات تقریب های شرایط تراکم ناپذیری که باعث ایجاد محدودیت در گام زمانی و نوسانات نادرست در میدان جریان می شود، مواجه نیست. برخلاف الگوریتم تصویرسازی هیدرودینامیک ذرات هموار ، روش فوق نیازی به حل با تکرار معادله پواسون فشار ندارد و میدان فشار به صورت محلی از حل معادلات حاکم محاسبه می شود. دقت روش فوق با حل یک مساله نمونه دوبعدی جریان تراکم ناپذیر در مخزن هیدرواستاتیک نشان داده شده است. در ادامه، اثر متقابل امواج و شناورها در جریان سطح آزاد شبیه سازی شده و نتایج حاصل با نتایج آزمایشگاهی و عددی موجود مقایسه شده اند. این مطالعه نشان می دهد که روش هیدرودینامیک ذرات هموار بر پایه تراکم پذیری مصنوعی به کار گرفته شده برای حل مسائل جریان تراکم ناپذیر سطح آزاد و اندرکنش موج-اجسام شناور از دقت و انعطاف پذیری خوبی برخوردار است.

روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH), جریان تراکم ناپذیر, روش تراکم پذیری مصنوعی, شیوه ضمنی دوزمانی, اندرکنش موج-اجسام شناور