شبیه سازی دوبعدی جریان آب و رسوب در پدیده شکست سد با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH)

روروش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH)، یک روش بدون شبکه بندی، لاگرانژی و ذره ای می باشد که به علت طبیعت بدون شبکه بندی و توانایی این روش در شبیه سازی پدیده های پیچیده، استفاده از آن در مکانیک سیالات و جامدات توسعه یافته است. این مقاله شامل شبیه سازی جریان دوفازی آب و رسوب در پدیده شکست سد با استفاده از روش SPH می-باشد. معادلات حاکم بر جریان شامل معادله مومنتم، پیوستگی، معادله حالت فشار و معادله XSPH (برای محاسبه موقعیت ذرات) می باشند. رسوبات به صورت سیالات غیرنیوتنی رفتار می کنند که برای شبیه سازی آنها از مدل های سیالات غیرنیوتنی استفاده شده است. رسوبات با استفاده از روش ترکیبی دو مدل کراس و بینگهام شبیه سازی شده اند. برای صحت سنجی مدل، ابتدا نمونه تک فازی شکست سد بررسی و نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی و عددی سایر محققین مقایسه شده است. سپس دو نمونه دو فازی شکست سد با ابعاد مختلف بررسی شده که نتایج نمونه1 با نتایج آزمایشگاهی [31] و نتایج نمونه2 با نتایج آزمایشگاهی [1] مقایسه و میزان خطا محاسبه شده است. مقدار خطای بدست آمده از مقایسه تغییرات ارتفاع رسوبات در فواصل 5 و 14 سانتیمتری مخزن در نمونه عددی و آزمایشگاهی به ترتیب برابر با 55/6 و 94/5 درصد می باشد. مقایسه نتایج نشان می دهد که مطابقت خوبی بین نتایج عددی و آزمایشاهی وجود دارد.