مدل‌سازی جریان دانه‌ای به کمک مدل رئولوژیکی μ(I) در روش SPH

مدل‌سازی جریان‌های دانه‌ای به علت ماهیت ذره‌ای و جدا بودن آن‌ها، یکی از مسائل مورد علاقه محققان برای شبیه‌سازی در روش‌های ذره‌ای (لاگرانژی) در دینامیک سیالات محاسباتی می‌باشد. به همین دلیل تاکنون تحقیقات گسترده‌ای برای مدل‌سازی این نوع از جریان‌ها انجام شده است. در این مطالعات ذرات پیوسته و تراکم‌ناپذیر فرض شده و رفتار آن‌ها به کمک مدل‌های ویسکوپلاستیک بررسی شده‌اند که منجر به کاربرد معادلات حرکت سیال در این جریان‌ها شده است. یکی از روش‌های پرکاربرد لاگرانژی، روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) است. در این تحقیق برای بررسی حرکت دانه‌ای از کد SPHysics استفاده شده است که در این کد برای تعیین مقادیر فشار از معادله حالت بهره گرفته می‌شود. سپس با توسعه آن و بهره‌گیری از مدل رئولوژیکی μ(I) انطباق یافته، جریان دانه‌ای به صورت دو بعدی مدل‌سازی شده است. این مدل به کمک داده‌های آزمایشگاهی و بر اساس مشخصات فیزیکی حرکت دانه‌ها، از جمله لختی و مقدار اصطکاک، به دست آمده است. در نهایت برای بررسی عملکرد کد توسعه یافته، نتایج مدل با داده‌های آزمایشگاهی مقایسه گردیده است. نتایج حاکی از آن است که روش هیدرودینامیک ذرات هموار مورد استفاده در این تحقیق، توانایی مدل‌سازی مناسب سطح آزاد و تعیین ذرات بدون حرکت در بخش داخلی جریان دانه‌ای را در هر گام زمانی دارد.