مدل سازی جریان دانه ای به کمک مدل رئولوژیکی μ(I) در روش SPH

مدل سازی جریان های دانه ای به علت ماهیت ذره ای و جدا بودن آن ها، یکی از مسائل مورد علاقه محققان برای شبیه سازی در روش های ذره ای (لاگرانژی) در دینامیک سیالات محاسباتی می باشد. به همین دلیل تاکنون تحقیقات گسترده ای برای مدل سازی این نوع از جریان ها انجام شده است. در این مطالعات ذرات پیوسته و تراکم ناپذیر فرض شده و رفتار آن ها به کمک مدل های ویسکوپلاستیک بررسی شده اند که منجر به کاربرد معادلات حرکت سیال در این جریان ها شده است. یکی از روش های پرکاربرد لاگرانژی، روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) است. در این تحقیق برای بررسی حرکت دانه ای از کد SPHysics استفاده شده است که در این کد برای تعیین مقادیر فشار از معادله حالت بهره گرفته می شود. سپس با توسعه آن و بهره گیری از مدل رئولوژیکی μ(I) انطباق یافته، جریان دانه ای به صورت دو بعدی مدل سازی شده است. این مدل به کمک داده های آزمایشگاهی و بر اساس مشخصات فیزیکی حرکت دانه ها، از جمله لختی و مقدار اصطکاک، به دست آمده است. در نهایت برای بررسی عملکرد کد توسعه یافته، نتایج مدل با داده های آزمایشگاهی مقایسه گردیده است. نتایج حاکی از آن است که روش هیدرودینامیک ذرات هموار مورد استفاده در این تحقیق، توانایی مدل سازی مناسب سطح آزاد و تعیین ذرات بدون حرکت در بخش داخلی جریان دانه ای را در هر گام زمانی دارد. 

Keywords:

SPH , مدل رئولوژیکی μ(I) , حرکت ذرات دانه ای , سطح آزاد ذرات , ذرات بدون حرکت