نام پژوهشگر: کاظم آقاجانی چماقستان

کاربرد روش vof در حل مسئله شکست سد در حالت دو بعدی جریان آرام
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1377
  کاظم آقاجانی چماقستان   علی اکبر صالحی نیشابوری

تحقیق در مورد شکست سد (dam break) و بررسی موضوعات مختلف راجع به آن چه د زمینه های هیدرولیکی و چه در زمینه های سازه ای توسط محققان زیادی صورت گرفته است و به نتایج مثبتی هم رسیده اند. یکی از موضوعات جالب در زمینه هیدرولیکی مربوط به سد، بررسی جریان آب پشت سد، بعد از شکست آن می باشد. از آنجایی که بر مساله جریان شکست سد معادلات پیچیده ای حاکم می باشند که قابل حل به شکل تحلیلی نمی باشند، بنابراین لازم است که این معادلات به روش عددی حل شوند. روش عددی که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است شامل سه موضوع کلی می باشد. 1)شبکه بندی سیال 2)حل معادلات حاکم 3)محاسبه سطح آزاد. در ابتدای حل، میدان محاسبه با استفاده از یک شبکه مستطیلی متغیر ترسیم می گردد. سپس در این میدان محاسبه، معادلات حاکم در حالت جریان لایه ای (معادلات ناویر- استوکس) با روش حجم محدود و با استفاده از الگوریتم simple حل می شوند تا میدان سرعت و فشار محاسبه گردند. بعد از تعیین فشار و سرعت نوبت به محاسبه ارتفاع سطح آزاد از یک سطح مبنا می رسد که این کار با یک روش عددی خاص بنام روش حجم سیال (vof) انجام می شود. این روش از یک متغیر حجمی پیشرونده با سیال استفاده کرده و به کمک آن سلولهای سطحی را مشخص می کند. از مزایای این روش می توان به ساده و دقیق بودن آن اشاره کرد. زیرا هم سطح آزاد را با روابط ساده بیان می کند و هم فشار سلولهای سطحی را با استفاده از فشار سلولهای پرمجاور محاسبه می کند. همچنین می توان تنش سطحی را در فشار سلولهای سطحی وارد نمود. در نهایت ، یک برنامه کامپیوتری برای این روش ارائه گردیده و به کمک آن حالت خاصی از مساله شکست سد که در مقالات موجود بوده حل شده و با نتایج عددی و آزمایشگاهی موجود مقایسه شده است .