مدل سازی عددی شکست موج در کانال با مانع با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار شده تراکم ناپذیر

Abstract

شکست موج پدیده­ای است که در جریان­های مخاطره­آمیز سیلاب اتفاق می­افتد. از این رو شبیه­سازی چنین جریان­هایی با روشی مناسب از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. در این تحقیق شکست امواج روی بستر ناهموار با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار­شده تراکم­ناپذیر (ISPH) مدل­سازی شده است. روش ISPH یک روش لاگرانژی و مبتنی بر ذره بوده که برای مدل­سازی جریان دارای سطوح آزاد پیچیده قدرتمند می­باشد. معادله­های حاکم در این مدل، معادله­های بقای جرم و اندازه حرکت (معادله­های ناویر استوکس) می­باشند که با روش دو گام جزیی حل شده اند. به­منظور بررسی کارایی مدل حاضر، مسئله شکست سد درکانال با مانع با انتهای باز و بسته مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج مدل­سازی نشان می­دهد که بسیاری از پدیده­های پیچیده که در جریان­های دارای امواج شکننده اتفاق می­افتند، به خوبی با روش ISPH قابل مدل­سازی است. حداکثر خطای به­دست آمده با مقایسه نتایج مدل عددی و داده­های آزمایشگاهی، 3/15 درصد محاسبه شده است که نشان­دهنده دقت خوب مدل ISPH برای شبیه­سازی مسائل پیچیده مانند جریان­های ناشی از سیلاب در شکست سد می­باشد.

Keywords

• شکست امواج
• روش isph
• روش دو گام جزیی
• شکست سد