توسعه دو روش SPH تراکم ناپذیر به منظور شبیه سازی جریان های سطح آزاد حاوی رسوب

دو حلگر عددی SPH تراکم ناپذیر، شامل یک روش صریح اصلاح شده و یک روش شبه ضمنی، به مسائل جریان سطح آزاد حاوی رسوب توسعه داده شده است. روش صریح حاضر، با استفاده از طرح های گسسته سازی سازگار، دقت روش های صریح معمول را تا حدودی بهبود می بخشد. روش ضمنی نیز علاوه بر آن، متضمن ارضای کامل شرط تراکم ناپذیری می باشد. در روش های ارائه شده، فاز مایع با استفاده از معادلات ناویر-استوکس مدل سازی می گردد. برای پیش بینی رفتار غیر نیوتنی فاز رسوب، از مدل رئولوژیکی پلاستیک بینگهام استفاده شده است. دقت و قابلیت روش های عددی توسعه داده شده، در ابتدا با حل یک مساله تک فاز انتقال رسوب غیر ماندگار ناشی از شکست سد و سپس به کمک مساله شکست سد بر بستر فرسایش پذیر و انتقال مخلوط دوفازی آب-رسوب، به صورت دو بعدی بررسی و با نتایج آزمایشگاهی و عددی موجود مقایسه شده است. مقایسه نتایج نشان می دهد که روش های ارائه شده و به ویژه روش ضمنی، دارای توانایی بالایی در مدل سازی مشخصه های جریان آب و رسوب و نیز اندرکنش بین جریان، انتقال رسوب و تغییرات مورفولوژیکی بستر فرسایش پذیر، ناشی از جاری شدن سیلاب های شدید می باشند.