مدل‌سازی عددی جریان به روش ISPH در مسائل شکست سد، جریان از روی سرریز و عملکرد همزمان دریچه و سرریز

مدل‌سازی جریان‌های سطح آزاد با استفاده از نسل جدید روش‌های عددی موسوم به روش‌های بدون المان و به طور خاص روش هیدرودینامیک ذرات هموار1 (SPH) یکی از مسائل مورد توجه در حال حاضر است. در گذشته، بیشترین تحقیقات در این زمینه، بر اساس کارهای آزمایشگاهی و با استفاده از روش‌های عددی با المان انجام شده است. در این تحقیق، تعیین وضعیت جریان سطح آزاد، مانند جریان ناشی از شکست سد، عبور آب از روی سرریز یا عملکرد همزمان سرریز و دریچة تحتانی، با استفاده از روش بدون المان هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم ناپذیر2 (ISPH) مطالعه شده است. با توجه به تراکم ناپذیر بودن این جریان‌ها، روش تصویر3 بر پایة دیدگاه کامینز و رادمن (1999) در این تحقیق به‌کار رفته است. تغییرات این روش نسبت به نحوة تقریب جملة فشار در معادلات پایستاری مومنتم با استفاده از منحنی‌های خطا ارزیابی شده است. مقایسه عملکرد نحوه باز کردن ترم فشار با استفاده از منحنی‌های خطا نشان می‌دهد که این منحنی‌ها از روند یکسانی پیروی کرده و میزان خطا در آنها در محدودة قابل قبولی است. روش عددی FVM با تعیین سطح آزاد به‌صورت VOF همراه با برخی نتایج آزمایشگاهی یا تجربی، به‌منظور مقایسه با روش ISPH در حل این مسائل استفاده شده و نتایج، حاکی از نزدیکی قابل قبول این روش‌ها با یکدیگر است.