زهره سادات حقایقی - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی سازه های دریایی
محمدجواد کتابداری - استادیار

مساله ارتعاش دهانه آزاد خط لوله زیردریا به دلایل مشکلات سازه ای و فرایندی که ایجاد می کند، بسیار حائز اهمیت است. برای بررسی آن، نیازمند محاسبه نیروهای وارده به لوله هستیم. نیروی نوسانی حاصل از پراکنش گردابه های در دنباله جریان عبوری، از حل معادلات ناویراستوکس لزج تراکم ناپذیر به دست می آید، اما به جای استفاده از روشهای معمول، از روش گردابه منفرد نیز می توان استفاده نمود. درا ین روش معادلات مذکور با استفاده از تعریف چرخشی (ورتیسیتی) و تابع جریان، به معادله انتقال چرخش و پواسون تبدیل می شوند. سپس با تعریف گردابه های منفرد و استفاده از مدل گام تصادفی به طور مشابه به معادله انتقال غلظت شبیه سازی شده و با حل عددی معادله پواسون روی شبکه محاسباتی، میدان سرعت و به تبع آن نیروی وارده به خط لوله قابل محاسبه است. اگر تعداد گردابه ها به اندازه کافی زیاد باشد، نتایج حل با استفاده از این روش، به حل عددی ناویراستوکس همگراست.

دهانه آزاد خط لوله- پراکنش گردابه‌ها- روش گردابه منفرد- مدل گام تصادفی