تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,489,897 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,217,449 |
شبیه سازی جریان ماسه به وسیله روش هیدرودینامیک ذرات هموار با تراکمپذیری جزئی | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
مقاله 37، دوره 49، شماره 2، تیر 1398، صفحه 337-346 اصل مقاله (2.42 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
امیره نوربخش* 1؛ فردین روزبهانی2؛ مجید کوهینی تفرشی3 | ||
1استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران | ||
2استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد همدان، ایران | ||
3دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران | ||
چکیده | ||
در این تحقیق با استفاده از یک روش کاملا لاگرانژی مبتنی بر ذرات و آزاد از شبکه به نام روش هیدرودینامیک ذرات هموار(SPH)، شبیهسازی رفتار ماسه در تغییر شکلبستر سواحل ماسهای انجام شده است. در این پژوهش ازشرط تراکمپذیری جزئی برای الگوریتمهیدرودینامیک ذرات هموار استفاده شده است. مبنای این الگوریتم استفاده از معادله حالت تیت بجای استفاده از معادله پواسون برای محاسبه فشار میباشد. در این پژوهش رفتار ماسه بهعنوان یک سیال غیر نیوتنی ارزیابی شده است. در فرایند اعتبارسنجی، جریان خروجی از زیر دریچهی غوطهور، مسأله کلاسیک شکست شد و پدیدهی انتقال رسوب بهصورت یک سیال دوفازی آب-رسوب مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج با دادههای آزمایشگاهی و کارهای عددی مقایسه شد و تطابق خوبی مشاهده گردید. تغییرات ظاهر یک بستر ساحل ماسهای با مشخصات فیزیکی و رئولوژیکی مشخص، تحت تأثیر یک پدال موجساز سینوسی، تحت تأثیر تنش تسلیم و در زمانهای مختلف مدلسازی شد. ظاهر بستر شبیهسازی شده تحت تأثیر تنش تسلیم به سرعت تغییر کرده و بعد از گذشت دو الی چهار ثانیه، شکل ریپلهای به وجود آمده به ثبات نسبی میرسد. | ||
کلیدواژهها | ||
هیدرودینامیک ذرات هموار؛ تراکم پذیری جزئی؛ سیال غیر نیوتنی؛ بستر ساحل ماسه ای؛ معادله حالت تیت | ||
مراجع | ||
1-[1] Lucy, L. B. A numerical approach to the testing of the fission hypothesis. The astronomical journal, Vol. 82, pp. 1013-1024, 1977. [2] Gingold, R. A., Monaghan, J. J. Smoothed particle hydrodynamics: theory and application to non-spherical stars. Monthly notices of the royal astronomical society, Vol. 181, pp. 375-389, 1977. [3] Monaghan, J. J. Simulating Free Surface Flows with SPH. Journal of Computational Physics, Vol. 110, pp. 399-406, 1994. [4] Takeda, H., Miyama, S. M., Sekiya, M. Numerical simulation of viscous flow by smoothed particle hydrodynamics. Progress of Theoretical Physics, Vol. 92, pp. 939-960, 1994. [5] Morris, J. P., Fox, P. J., Zhu, Y. Modeling low Reynolds number incompressible flows using SPH. Journal of computational physics, Vol. 136. pp. 214-226, 1997. [6] Ellero, M., Serrano, M., Espanol, P. Incompressible smoothed particle hydrodynamics. Journal of Computational Physics, Vol. 226, pp. 1731-1752, 2007. [7] Khayyer, A., Gotoh, H., Shao, S. Corrected incompressible SPH method for accurate water-surface tracking in breaking waves. Coastal Engineering, Vol. 55, pp. 236-250, 2008. [8] Swegle, J., Hicks, D., Attaway, S. Smoothed particle hydrodynamics stability analysis. Journal of computational physics, Vol. 116, pp. 123-134, 1995. [9] Welton, W. C. Two-dimensional PDF/SPH simulations of compressible turbulent flows. Journal of Computational Physics, Vol. 139, pp. 410-443, 1998.Ozmen-Cagatay, H., Kocaman, S. Dam-break flows during initial stage using SWE and RANS approaches. Journal of Hydraulic Research, Vol.48: 603-611, 2010. [10] Wagner, G. J., Liu, W. K. Turbulence simulation and multiple scale subgrid models. Computational Mechanics, Vol. 25, pp. 117-136, 2000. [11] Violeau, D., Issa, R. Numerical modelling of complex turbulent free‐surface flows with the SPH method: an overview. International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol. 53, pp. 277-304, 2007. [12] Lee, E., Violeau, D., Benoit, M., Issa, R., Laurence, D., Stansby, P., Prediction of wave overtopping on coastal structures by using extended Boussinesq and SPH models, Proceeding of Coastal Engineering, 2007. [13] مقصودی م، شفیعی فر م. مدل سازی شکست سد با بستر فرسایش پذیر با استفاده از روش SPH، مجله علمی-پژوهشی هیدرولیک، شماره 10 (3)، ص. 41-52، 1394. [14] Tong, M., Browne, D. J. An incompressible multi-phase smoothed particle hydrodynamics (SPH) method for modelling thermocapillary flow. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 73, pp. 284-292, 2014. [15] Cummins, S. J., Rudman, M. An SPH projection method. Journal of computational physics, Vol. 152, pp. 584-607, 1999. [16] Hosseini, S., Manzari, M., Hannani, S. A fully explicit three-step SPH algorithm for simulation of non-Newtonian fluid flow. International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, Vol. 17, pp. 715-735, 2007. [17] Hu, X., Adams, N. A. An incompressible multi-phase SPH method. Journal of computational physics, Vol. 227, pp. 264-278, 2007. [18] Leroy, A., Violeau, D., Ferrand, M., Kassiotis, C. Unified semi-analytical wall boundary conditions applied to 2-D incompressible SPH. Journal of Computational Physics, Vol. 261, pp. 106-129, 2014. [19] Daly, E., Grimaldi, S., Bui, H. H. Explicit incompressible SPH algorithm for free-surface flow modelling: A comparison with weakly compressible schemes. Advances in Water Resources, Vol. 97, pp. 156-167, 2016. [20] Ghadampour, Z., Talebbeydokhti, N., Hashemi, M. R., Nikseresht, A. H, Neilli, S. P. Numerical simulation of free surface mudflow using incompressible sph. IJST, Transactions of Civil Engineering, Vol. 37, No. C1, pp. 77-95, 2013. [21] Omidvar, P., Nikeghbali, P. Simulation of violent water flows over a movable bed using smoothed particle hydrodynamics. Journal of Marine Science and Technology, Vol. 22, Issue 2, pp. 270–287, 2017. [22] Grenier, N., Antuono, M., Colagrossi, A., Le Touzé, D., Alessandrini, B. An Hamiltonian interface SPH formulation for multi-fluid and free surface flows. Journal of Computational Physics, Vol. 228, pp. 8380-8393, 2009. [23] Monaghan, J. J. Extrapolating B splines for interpolation. Journal of Computational Physics, Vol. 60, pp. 253-262, 1985. [24] Hirt, C. W., Amsden, A. A., Cook, J. L. An arbitrary Lagrangian-Eulerian computing method for all flow speeds. Journal of Computational Physics, Vol. 14, pp. 227-253, 1974. [25] Molteni, D., Colagrossi, A. A simple procedure to improve the pressure evaluation in hydrodynamic context using the SPH. Computer Physics Communications, Vol. 180, pp. 861-872, 2009. [26] Girolamo, P., Wu, T., Liu, P., Panizzo, A., Bellotti, G., Risio, M. Numerical simulation of three dimensional tsunamis water waves generated by landlsides: comparison between physical model results, VOF, SPH, Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 2007. [27] Ozmen-Cagatay, H., Kocaman, S. Dam-break flows during initial stage using SWE and RANS approaches. Journal of Hydraulic Research, Vol. 48, pp. 603-611, 2010. [28] Fraccarollo, L., Capart, H. Riemann wave description of erosional dam-break flows. Journalof Fluid Mechanics, Vol. 461, pp. 183-228, 2002. [29] Ken-Ichi, K. A plasticity theory for the kinematics of ideal granular materials. International Journal of Engineering Science, Vol. 20, pp 1-13, 1982. [30] Neshaei, M. L., Holmes, P., Salimi, M. G. A semi-empirical model for beach profile evolution in the vicinity of reflective structures. Ocean Engineering, Vol. 36, pp. 1303-1315, 2009. [31] Rzadkiewicz, S. A., Mariotti, C., Heinrich, P. Numerical simulation of submarine landslides and their hydraulic effects. Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering, Vol. 123, pp. 149-157,1997. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 243 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 259 |