بررسی عددی و غیر خطی بالاآمدگی موج حول یک استوانه بزرگ در دریا ناشی از برخورد موج و جریان با استفاده از روش عددی پنل مرتبه بالا
Abstract
در این تحقیق با استفاده از روش عددی پنل مرتبه بالا بالا برآمدگی مرتبه اول حاصل از برخورد موج و جریان به یک استوانه بزرگ و ثابت در دریا در حوزه زمان محاسبه می شود. بررسی اثرات توام موج و جریان یکنواخت حول یک جسم ثابت در دریا معادل حرکت جسم در دریا با سرعت جریان می باشد. سرعت جریان یکنواخت (سرعت حرکت جسم در دریا)، و کوچک فرض می شود تا اثرات جدایی جریان قابل صرف نظر کردن باشد و بتوان از فرض جریان پتانسیل استفاده کرد. با توجه به این موضوع معادله لاپلاس به همراه شرایط مرزی غیرخطی دینامیکی و سینماتیکی در سطح آزاد و شرایط مرزی کف، سطح جسم و دوردست حل می شود. با توجه به حرکت سطح آزاد، با استفاده از بسط تیلور حول سطح آزاد، شرط مرزی متحرک به شرط مرزی ثابت تبدیل شده و با استفاده از روش اختلالی معادلات دیفرانسیل غیرخطی به معادلات خطی تبدیل شده تا امکان استفاده از اصل برهم نهش فراهم گردد. بدین ترتیب پتانسیل حاصل از جریان، موج برخوردی و موج بازگشتی بصورت جداگانه محاسبه می شوند که در این راستا پتانسیل جریان حول جسم و پتانسیل موج برخوردی دارای حل تحلیلی بوده ولی برای محاسبه موج بازگشتی از روش پنل مرتبه بالا استفاده شده است. بدین منظور برنامه رایانه ای در نرم افزار مطلب نوشته شده است که در این برنامه از یک زیر برنامه به زبان فرترن استفاده شده است. لازم به ذکر است که المان بندی میدان حل در نرم افزار ansys انجام می شود که برای رسیدن به این هدف یک ماکرو در این نرم افزار نوشته شده است. در پایان نتایج حاصل از کار حاضر با نتایج موجود دیگر محققین مقایسه می شود. با توجه به اینکه در این روش پنلهای چهار ضلعی با هشت گره استفاده شده که انخنای سطح جسم را بهتر تقریب می زند، می توان گفت که نتایج حاصل دارای دقت بیشتری در مقایسه با روش پنل ثابت می باشد.