به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

simulation of free surface flows using weakly compressible moving-particle semi-implicit method

  • خسرو حسینی، احسان جعفری ندوشن، سید فرهاد موسوی، احمد شکیبایی نیا، سعید فرزین
    روش های بدون شبکه (لاگرانژی) مانند روش نیمه ضمنی ذرات متحرک (MPS) و هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH)، جدیدترین نسل از این روش ها در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی می باشند که توجه محققین را در مسائل کاربردی که در آنها تغییرشکل های بزرگ و ناپیوستگی جریان وجود دارد، به خود جلب کرده-است. هدف از این پژوهش، توسعه و بهبود شبیه سازی جریان های با سطح آزاد با استفاده از مدل جدید نیمه ضمنی ذرات متحرک با تراکم پذیری ضعیف (WC-MPS) میباشد. در روشMPS، مقدار فشار با حل معادله پواسون تعیین می شود. حل این معادله نیز به صورت ضمنی انجام می گیرد، که مستلزم صرف زمان زیاد برای رایانه است. در مطالعه حاضر، از WC-MPS برای محاسبه فشار استفاده شده است. در این روش، از معادله حالت، مشابه روش SPH، بهره گرفته شده است. این معادله به صورت صریح حل می شود و وقت زیادی از رایانه را اشغال نمی کند. به منظور ارزیابی روش و مدل پیشنهادی، مسئله شناخته شده و پرکاربرد جریان ناشی از شکست یک سد مورد بررسی قرار گرفته است. برنامه نویسی به زبان C انجام شد و آزمایش های صحت سنجی در خصوص کد نوشته شده صورت گرفت. برای مقایسه رویکرد لاگرانژی با رویکرد اویلری، شکست سد توسط نرم افزار FLOW-3D نیز مدل سازی گردیده است. نتایج بررسی ها و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که هر دو رویکرد دارای دقت قابل قبولی در مدل سازی جریان با سطح آزاد می باشند. لیکن دقت رویکرد لاگرانژی، به ویژه روش WC-MPS ارائه شده، نسبت به رویکرد اویلری بیشتر است. روش پیشنهادی دارای نوسانات فشار بوده و در ادامه راهکارهای کاهش این نوسانات بررسی گردیده است.
    کلید واژگان: روش لاگرانژی، روش اویلری، روش نیمه ضمنی ذرات متحرک، جریان با سطح آزاد، شکست سد
    Simulation Of Free Surface Flows Using Weakly Compressible Moving-Particle Semi-Implicit Method
    Mesh-free particle (Lagrangian) methods، such as moving-particle semi-implicit (MPS) and smoothed particle hydrodynamics (SPH)، are the newest methods in computational fluid dynamics، which have been applied in flow problems with large deformations and inconsistency. The aim of ths research was to develop and improve the simulation of free surface flows، using the new method of weakly compressible MPS (WC-MPS). In the MPS method، pressure is determined by solving Poisson equation. This equation is solved implicitly، which needs too much computer time. In the present research، the WC-MPS method is used to calculate pressure. In this method، as in SPH method، the state equation is used. This equation is solved explicitly، which does not occupy too much computer time. To evaluate the proposed method، the famous applied flow problem of dam break is analyzed. The program is written in C language and validations are performed for this code. To compare the Lagrangian approach with Eulerian approach، dam break is modeled by using FLOW-3D software too. The results of modeling approaches and physical models showed that both approaches have acceptable accuracy in modeling the free surface flow، but the accuracy of Lagrangian approach، especially the WC-MPS، is more than Eulerian approach. The proposed methos had some pressure oscillations، which were analyzed thereafter. Simulation of free surface flows using Weakly compressible moving-particle semi-implicit methodMesh-free particle (Lagrangian) methods، such as moving-particle semi-implicit (MPS) and smoothed particle hydrodynamics (SPH)، are the newest methods in computational fluid dynamics، which have been applied in flow problems with large deformations and inconsistency. The aim of ths research was to develop and improve the simulation of free surface flows، using the new method of weakly compressible MPS (WC-MPS). In the MPS method، pressure is determined by solving Poisson equation. This equation is solved implicitly، which needs too much computer time. In the present research، the WC-MPS method is used to calculate pressure. In this method، as in SPH method، the state equation is used. This equation is solved explicitly، which does not occupy too much computer time. To evaluate the proposed method، the famous applied flow problem of dam break is analyzed. The program is written in C language and validations are performed for this code. To compare the Lagrangian approach with Eulerian approach، dam break is modeled by using FLOW-3D software too. The results of modeling approaches and physical models showed that both approaches have acceptable accuracy in modeling the free surface flow، but the accuracy of Lagrangian approach، especially the WC-MPS، is more than Eulerian approach. The proposed methos had some pressure oscillations، which were analyzed thereafter. Simulation of free surface flows using Weakly compressible moving-particle semi-implicit method
    Keywords: Lagrangian Approach, Eulerian Approach, moving, particle semi, implicit method, Free Surface Flow, Dam Break
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال