توسعه مدل سه بعدی MP-MPS برای پیش بینی الگوی جریان در گرادیان های شدید هیدرولیکی

در تحلیل شکل، موقعیت و سایر ویژگی های جریانهای هیدرولیکی با گرادیان شدید، شرایط مرزی پیچیده و غیر مستقیم، معادلات غیر خطی، دامنه متغیر محاسبات و اثر متقابل شدید فازهای مختلف جریان بر یکدیگر، مهمترین عواملی هستند که در تحلیل باید درنظر گرفته شوند؛ لذا مدل سازی دقیق این جریان ها، جزو پیچیده ترین مسائل محاسباتی محسوب می شود. در تحقیق حاضر نوعی روش لاگرانژی، چند فازی، بدون شبکه و سه بعدی به نام MP-MPS (Multi Phase Moving Particle Semi-implicit) بر مبنای روش حرکت ذرات به صورت نیمه ضمنی MPS توسعه داده شده که برای حل معادلات جریانهای لزج با آشفتگی بالا و مدل سازی دقیق پدیده های هیدرولیکی با گرادیان شدید مانند شکست سد قابل کاربرد است. معادلات سه بعدی لزج در مدل چند فازی برای فازهای گاز، سیال و مرز صلب (جامد) توسعه داده شده است. اثر فازهای مختلف بر یکدیگر در معادلات اعمال و تغییرات فازها به صورت همزمان در مدل سازی درنظر گرفته شده است. برای نمایش توانایی و دقت مدل از مثالهای شکست سد در حالتهای مختلف شرایط مرزی پایین دست و شکست موج استفاده شده و نتایج حاصل از این مدل با نتایج اندازه گیری های آزمایشگاهی و مدل های عددی موجود در این زمینه مقایسه شده است. نتایج نشان دهنده دقت بالای روش ارائه شده در مدل سازی جریانهای پیچیده ای مانند شکست سد است.