شبیه‌سازی عددی جریان چگال به روش SPH

در این مقاله با توسعه یک مدل هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) دو بعدی تراکم‌پذیر ضعیف، جریان ناشی از شارش تبادلی برای دو سیال با اختلاف چگالی کم شبیه‌سازی شده است. فرایند مدلسازی برای دو سیال با نسبت چگالی‌های بزرگتر از 9/0 و کوچکتر از 0/1 به انجام رسیده است. با توجه به اختلاف چگالی کم، در توسعه مدل دوفازی تغییر قابل توجهی در فرمول‌های کلاسیک SPH داده نشده است. در این حالت کافی است با یکسان گرفتن معادله حالت، چگالی مبنا و سرعت صوت را برای هر فاز جداگانه منظور کرد، به گونه‌ای که فشار مبنا برای هر دو سیال یکسان شود. همچنین مقداردهی دوباره به چگالی در هر چند گام زمانی برای هر فاز به صورت جدا محاسبه می‌گردد. جریان غیرلزج به وجود آمده دارای مشخصاتی مطابق با نتایج آزمایشگاهی است. مقایسه نتایج بیانگر این است که مدل توسعه یافته با دقت مناسبی قادر به شبیه‌سازی جریان‌های دو فازی با نسبت چگالی‌های نزدیک به یک می‌باشد. عمق جریان و پیشرفت جبهه جریان به عنوان پارامترهای انتخابی برای صحت سنجی انتخاب شده اند. تأثیر تغییرات اختلاف چگالی بر پدیده و میزان کارآیی روش با انجام یک سلسله شبیه‌سازی با نسبت چگالی و تفکیک‌پذیری مختلف سنجیده شده است.