نام پژوهشگر: رسول معمارزاده

مدل‏سازی عددی موج با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار شده (sph)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی 1390
  رسول معمارزاده   کورش حجازی

در این تحقیق مدل عددی دو بعدی نوینی که قادر به مدل‏سازی مسائل مختلف امواج آب با هر شرایط اولیه دلخواه باشد، با بهره گیری از روش هیدرودینامیک ذرات هموار شده (sph)تهیه شده است. روش هیدرودینامیک ذرات هموار شده، روش لاگرانژی و بدون شبکه ی مبتنی بر ذرات بوده که قادر به مدل‏سازی عددی جریان امواج دارای تغییر شکل های زیادبا دقت بالا است. معادلات حاکم در این مدل (معادلات بقای جرم و مقدار حرکت)با استفاده از روش دو گام جزئی حل شده-اند. در گام اول معادلات ناویر-استوکس بدون در نظر گرفتن جمله ی فشار و ارضای کامل تراکم ناپذیری مورد حل قرار می گیرد. در گام بعد، معادله ی پواسون برای اعمال جمله ی فشار و حاکمیت پیوستگی حل شده، و موقعیت و سرعت دقیق ذرات به دست می آید. در این روش جمله های انتقال در معادلات ناویر-استوکس به صورت مستقیم محاسبه می شوند که باعث حذف خطای پخش عددی می گردد. در مدل حاضر از شیوه ای جدید برای اختصاص چگالی به ذرات برای انجام محاسبات استفاده شده است. با استفاده از این شیوه، مدل هیدرودینامیک ذرات هموار شده ی تراکم ناپذیر (isph) حاضر پایدار شد. در ابتدا صحت سنجی مدل عددی تهیه شده با استفاده از مدل‏سازیمسئله‏یحرکت موج تنها در عمق یکنواخت و مقایسه ی نتایج محاسباتی با نتایج تحلیلی صورت گرفته است که مطابقت خوبی بین آن ها مشاهده می شود. همچنین در این بخش، بر روی همگرایی روش و حساسیت مدل به پارامترهای مربوط بحث انجام شده است. سپس با استفاده از مدل عددی، مسائل شکست سد و برخورد امواج ناشی از آن با دیواره ی پایین دست ، شکست موج تنهادر ساحل شیب دار و بالاروی آن در ساحل با شیب تندمدل‏سازی و نتایج آن با داده های موجود مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که مدل هیدرودینامیک isphحاضر،مدلی مناسب برای شبیه سازی مسائل پیچیده ی مکانیک سیالات با شرایط مرزی سطح آزاد می باشد.