توسعه روش نیمه ضمنی ذرات متحرک (MPS) به منظور بهبود شبیه سازی جریان های سطح آزاد با شرایط مرزی باز

سال انتشار: 1394
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 448

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JHYDAN-10-1_004

تاریخ نمایه سازی: 23 مهر 1398

چکیده مقاله:

روش های نیمه ضمنی ذرات متحرک (MPS) و هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) از مشهورترین روش های ذرات بدون شبکه (لاگرانژی) هستند که توجه محققان را در مسائل کاربردی با تغییرشکل های بزرگ و ناپیوستگی جریان به خود جلب کرده اند. هدف از این پژوهش، توسعه و بهبود شبیه سازی جریان با مرزهای باز با استفاده از مدل جدید نیمه ضمنی ذرات متحرک با تراکم پذیری ضعیف (WCMPS) است. در بیشتر مطالعات انجام گرفته در زمینه روش های لاگرانژی، مدل های مورد نظر دارای شرایط مرزی بسته می باشند. لذا در این پژوهش، با به کارگیری روش بازیافت ذرات در مرزهای ورودی و خروجی، به توسعه و بهبود این مدل در شبیه سازی مدل های کاربردی با شرایط مرزی باز پرداخته شده و الگوریتم جدیدی برای شرایط مرزی ورودی و خروجی توسعه داده شده است. این الگوریتم نه تنها شرایط مرزهای ورودی و خروجی را بهبود می دهد، بلکه نوسانات فشار در مرزها را نیز کاهش می دهد. همچنین در این تحقیق برای پیش بینی بهتر سرعت در نزدیکی مرز، قانون لگاریتمی استاندارد دیوار برای ذرات سیال در مجاورت مرزهای جامد توسعه داده شده است. در ادامه، به منظور ارزیابی روش و مدل پیشنهادی برنامه نویسی شده با زبان C، مساله شناخته شده و پرکاربرد جریان روی بستر خمیده نامتقارن، و سرریز اوجی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی ها و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که مدل پیشنهادی قابلیت و کارایی بالایی در مدل سازی جریان های با سطح آزاد با شرایط مرزی باز دارد.

کلیدواژه ها:

جریان با سطح آزاد ، روش نیمه ضمنی ذرات متحرک (MPS) ، تراکم پذیری ضعیف ، روش بازیافت ذرات ، شرایط مرزی باز

نویسندگان

احسان جعفری ندوشن

دانشجوی دکتر دانشگاه سمنان

احمد شکیبایی نیا

محقق، مرکز تحقیقات آب و هوا، دانشگاه ویکتوریا، کانادا

سید فرهاد موسوی

استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان

خسرو حسینی

مدیر گروه سازه های هیدرولیکی - دانشکده عمران- دانشگاه سمنان

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Adami, S. X, Hu,Y. and Adams, N. A.(2012). Simulating three-dimensional ...
  • Ataie-Ashtiani, B. and Farhadi, L. (2006). A stable moving–particle semi-implicit ...
  • Chatila, J. and Tabbara, M. (2004). Computational modeling of flow ...
  • Deville, M. O. and Gatski, T. B. (2012). Mathematical modeling ...
  • Gotoh, H. and Sakai, T. (1999). Lagrangian simulation of breaking ...
  • Gotoh, H. and Sakai, T. (2006). Key issues in the ...
  • Gotoh, H., Shibahara, T. and Saka, T. (2001). Sub-particle scale ...
  • Hirt, C.W. and Nichols, B.D. (1981). Volume of fluid (VOF) ...
  • Khayyer, A. and Gotoh, H. (2009). Modified moving particle semi-implicit ...
  • Khayyer, A. and Gotoh, H. (2010). A higher order Laplacian ...
  • Kim, D. G. and park J. H, (2005). Analysis of ...
  • Kondo, M. and Koshizuka, S. (2011). Improvement of stability in ...
  • Koshizuka, S. and Oka, Y. (1996). Moving particle semi-implicit method ...
  • Koshizuka, S., Nobe, A. and Oka, Y. (1998). Numerical analysis ...
  • Liu, J., Koshizuka, S. and Oka, Y. (2005). A hybrid ...
  • Shakibaeinia, A. and Jin, Y.C. (2010). A weakly compressible MPS ...
  • Shakibaeinia, A. and Jin, Y.C. (2011a). A mesh-free particle model ...
  • Shakibaeinia, A. and Jin, Y.C. (2011b). MPS-based mesh-free particle method ...
  • Shakibaeinia, A. and Jin, Y.C. (2012a). MPS meshfree particle method ...
  • Shibata, K. and Koshizuka, S. (2007). Numerical analysis of shipping ...
  • Shibata, K., Koshizuka, S. and Oka, Y. (2004). Numerical analysis ...
  • Sivakumaran, N.S., Tingsanchali, T. and Hosking, R.J. (1983). Steady shallow ...
  • نمایش کامل مراجع