ارایه یک روش عددی برای برسی جریان های تراکم پذیر چندفازی

چکیده در رساله حاضر روش عددی نوینی برای حل جریان های تراکم پذیر چند ماده ای ارائه شده است. روش ارایه شده بر مبنای ایده روش سیال مجازی و کاملا مستقل از معادله حالت و ساختار مشخصه ای معادله حاکم است و بنابراین مشکلات مربوط به روش های متداول برپایه روش سیال مجازی را مرتفع می سازد. برای حلگر پایه جریان از روش سی ونوی مرتبه چهار استفاده شده است. این حلگر یک حلگر مرکزی و براساس شبکه جابجا شده است که این خصوصیات آن موجب استقلال روش سی و نوی مرتبه چهار از معادله حالت می شود. و دقت مرتبه چهار آن امکان مدلسازی جریان های با اندرکنش بسیار قوی و بسیار ضعیف امواج را فراهم می کند. برای پی جویی مرز مشترک از روش سطح بنا استفاده شده است که برای توسعه زمانی محل سطح بنا، روش ونوی مرتبه پنج بکار گرفته شده است. در مقدار دهی نقاط مجازی فرمولبندی جدیدی برای اولین بار در این رساله ارائه شده است که کاملا مستقل از معادله حالت می باشد. در این روش با فرض ساختار سه موجی بر روی سطح مشترک و اعمال شرایط رانکین- هوگونیو حالت های میانی حل مساله ریمان برای متغیرهای بقایی تخمین زده می شود و برای مقدار دهی نقاط مجازی مورد استفاده قرار می گیرند. برای تخمین سرعت موج در ساختار سه موجی مفروض نیز دو مدل ارائه شده است که باز هم مستقل از معادله حالت هستند و بنابراین در کل فرآیند استقلال از معادله حالت حفظ می شود. همچنین در رساله حاضر و بر مبنای روش ارایه شده، روش عددی برای حل مسایل اندرکنش جریان تراکم پذیر سیال-جامد الاستیک-پلاستیک ارایه شده است. روش مذکور قابلیت بررسی اندرکنش سیال-جامد در بارگذاری های بسیار قوی و باتغییر شکل بسیار زیاد را داراست. به اضافه اینکه در حل معادلات حاکم هیچ گونه ساده سازی انجام نشده و معادلات مربوط به سیال و جامد به صورت کاملا غیرخطی درنظرگرفته شده است. الگوریتم حل نیز به صورت متصل از معادلات حاکم در هر گام زمانی انتگرال می گیرد. در پژوهش حاضر عملکرد روش ارائه شده برای مسائل مختلف و معادله های حالت گوناگون به طور گسترده طی مسائل یک بعدی، دو بعدی و دو بعدی متقارن محوری بررسی شده است. مسایل بررسی شده شامل اندرکنش امواج باسطح مشترک گاز-گاز، مایع-گاز، گاز-جامد و مایع-جامد است. نتایج به دست آمده تطابق بسیار خوبی با حل های دقیق و عددی و آزمایشگاهی موجود دارد و حاکی از عملکرد مناسب و خوب روش می باشد. کلمات کلیدی: جریان های چند ماده ای، روش سیال مجازی، سطح مشترک، معادله حالت، موج ضربه ای، اندرکنش سیال-جامد