تحلیل حساسیت فاصله اولیه بین ذرات در روش هیدرودینامیک ذرات هموار شده در شبیه‌سازی امواج ناشی از شکست سد
نویسندگان
چکیده مقاله:
یکی از دسته‌بندی‌های کلی الگوی گسسته‌سازی معادلات و ایجاد هندسه محاسباتی در روش‌های عددی، روش‌های با شبکه و روش‌های بدون شبکه می‌باشد. روش‌های مبتنی بر شبکه‌بندی از گذشته تاکنون ابزاری مفید برای مدل‌سازی‌های جریان بوده‌اند. با این وجود این روش‌ها دارای محدودیت‌هایی در مدلسازی سطح آزاد جریان، مرزهای قابل تغییر و هندسه‌های پیچیده هستند . امروزه نسل جدیدی از روش‌های دینامیک محاسباتی با عنوان روش های بدون شبکه (مش‌بندی) پدید آمده است که از آن جمله می‌توان روش هیدرودینامیک ذرات هموار شده را برشمرد. روش هیدرودینامیک ذرات هموارشده روشی کاملا لاگرانژی است که نسبت به روش‌های با شبکه‌بندی علاوه بر دقت بالاتر، برای مدلسازی تغییرشکل‌های بزرگ، مرزهای مختلف و پراکندگی ذرات سطح آزاد نیز برتری دارد . روش هیدرودینامیک ذرات هموار شده بدون استفاده از شبکه به حل میدان محاسباتی می‌پردازد. این روش توانایی بالایی در بررسی آسان و دقیق تغییر شکل‌های بزرگ در سطوح آزاد سیال را دارا است. در روش ذکر شده از بیان انتگرالی برای تقریب توابع استفاده می‌شود و توابع هموار نقشی اساسی در بیان تقریب‌های انتگرالی دارند. در تحقیق پیش‌رو از روش عددی هیدرودینامیک ذرات هموارشده تراکم ناپذیر برای مدلسازی امواج شکست سد استفاده شدهاست. به منظور صحت‌سنجی نتایج، از گزارشات ارائه شده در دو مورد آزمایشگاهی مسئله شکست سد بهره‌گیری شده است. برای مدلسازی عددی از تابع هموار اسپلاین درجه سوم و فواصل اولیه ذرات 003/0 ، 004/0 ،006/0 و 008/0 متر استفاده شده و تحلیل حساسیت نسبت به تاثیر فاصله اولیه صورت پذیرفت. همچنین در ادامه تاثیر تابع هموار اسپلاین درجه پنجم و بتا علاوه بر تابع هموار استفاده شده، بر نتایج مدلسازی برای دو مورد آزمایشگاهی و برای فاصله بین ذرات 006/0 متر (به منظور کاهش بار محاسبات) بررسی شدهاست. پس از بررسی نتایج حاصل از مدلسازی و مقایسه درصد خطای نسبی مربوط به استفاده از هر کدام از توابع هموار مشخص شد که در هر دو تست آزمایشگاهی مدلسازی شده بیشترین دقت مربوط به تابع هموار اسپلاین مرتبه سوم می‌باشد. برای بررسی تاثیر فاصله اولیه بین ذرات در مدلسازی، مقایسه نتایج حاصل از مدل عددی با تابع هموار اسپلاین درجه سوم به عنوان تابع هموار برتر، برای فواصل اولیه بین ذرات 003/0، 004/0، 006/0 و 008/0 متر برای دو مورد مسئله شکست سد انجام گرفته است. نتایج حاصل شده نشان می‌دهند که عملکرد روش عددی با کاهش فاصله اولیه بین ذرات (افزایش تعداد ذرات) ارتقا پیدا می‌کند، به طوریکه استفاده از فاصله اولیه 003/0 نسبت به 008/0 به طور متوسط 5/43 درصد پیشانی جبهه پیش‌روی و 7/93 درصد تغییرات ارتفاع سطح آب را بهبود بخشیده است.
منابع مشابه
مدلسازی سه بعدی عددی جریان شکست سد بر روی یک مانع به روش هیدرودینامیک ذرات هموار
روش هیدرودینامیک ذرات هموار یک روش بدون نیاز به مش‌بندی می باشد که از دیدگاه لاگرانژی به مسائل می نگرد. این روش یکی از بهترین روش‌ها برای شبیه سازی مسائلی است که دارای تغییر شکل های بزرگ و نیز مدلسازی سطوح آزاد پیچیده در مکانیک سیالات می باشد. شکست سد یک نمونه از این نوع مسائل تلقی می‌گردد. در تحقیق حاضر، ابتدا اساس روش هیدرودینامیک ذرات هموار مورد بررسی قرار گرفته و سپس شبیه سازی سه بعدی عددی ...
متن کاملمدل سازی عددی امواج ناشی از شکست سد روی بستر ناهموار با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار شده
در این تحقیق امواج ناشی از شکست سد روی بستر ناهموار با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار شده تراکم ناپذیر (isph) مدل سازی شده است. روش isph یک روش لاگرانژی و بدون نیاز به شبکه بندی و مبتنی بر ذرات می باشد. معادلات حاکم در این مدل، معادلات بقای جرم و اندازه حرکت می باشند که با روش دو گام جزئی حل شده اند. در گام اول معادلات ناویر استوکس بدون در نظر گرفتن جمله فشار و تراکم ناپذیری حل می شوند....
نقش توابع کرنل در روش عددی هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH)
روش‌های عددی لاگرانژی ابزاری مناسب برای مطالعه رفتار سیالات با سطح آزاد می‌باشند. از جمله روش‌هایی که در سال‌های اخیر در این زمینه مورد توجه قرار گرفته است روش عددی بدون شبکه‌بندی هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) می‌باشد. این روش از یک بیان انتگرالی برای تقریب توابع استفاده می‌کند و توابع کرنل یا وزن نقش اساسی در بیان تقریب‌های انتگرالی دارند و انتخاب یک تابع کرنل مناسب تاثیر بسیار مهمی در دقت و پ...
متن کاملبررسی عددی اثر موج‌شکن شناور در میرایی امواج ساحلی با روش هیدرودینامیک ذرات هموار
پیش بینی اثر امواج روی موج شکن‌ها، برای طراحی بنادر حیاتی می‌باشد. موج شکن‌های شناور قابلیت نصب، جابه‌جایی و استفاده مجدد در شرایط متفاوت، حتی در آب‌های عمیق را دارا هستند. اما واکنش پیچیده آنها در پاسخ دینامیکی به انتقال موج، کاربردشان را برای محدوده دوره تناوبی معینی مناسب می‌سازد. در این تحقیق با بکارگیری روش هیدرودینامیک ذرات هموارغیرقاب لتراکم با الگوریتم سه مرحله‌ای، اثرات امواج روی یک جف...
متن کاملبررسی بالاروی امواج تنها در برخورد به شیب های غیرخطی ساحلی به روش هیدرودینامیک ذرات هموار
DOR: 98.1000/1562-1057.1397.9.29.0.35.1576.1585 در این مقاله به منظور استخراج یک فرمول تجربی برای تعیین دامنه بیشینه امواج تنها در محل خط ساحلی برای سواحل با شیب غیرخطی (پروفیل توانی) از مدلسازی عددی امواج استفاده شد. در این راستا، برای مدلسازی تاثیر غیرخطی بودن شیب سواحل در مقایسه با حالت خطی آن بر بالاروی امواج تنها از روش عددی SPH استفاده گردید. همچنین خصوصیات هیدرودینامیکی موج، در زمانه...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
عنوان ژورنال
دوره 25 شماره 4
صفحات 153- 169
تاریخ انتشار 2018-10-23
با دنبال کردن یک ژورنال هنگامی که شماره جدید این ژورنال منتشر می شود به شما از طریق ایمیل اطلاع داده می شود.
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023