ﻣﺪلﺳﺎزي ﻋﺪدي ﺟﺮﯾﺎن ﺳﻄﺢ آزاد ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روش ﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿﮏ ذرات ﻫﻤﻮار ﺷﺪه ي ﺗﺮاﮐﻢ ﻧﺎﭘﺬﯾﺮ

ﭘﯿﺶ ﺑﯿﻨﯽ دﻗﯿﻖ ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ ﺳﻄﺢ آزاد ﯾﮑﯽ از ﻣﺴﺎﺋﻞ اﺳﺎﺳﯽ در ﺷﺒﯿﻪ ﺳﺎزي ﻋﺪدي ﺟﺮﯾﺎنﻫﺎي ﺑﺎ ﺳﻄﺢ آزاد ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. روش ISPH، روش ﺑﺪون ﺷﺒﮑﻪي ﻣﺒﺘﻨﯽ ﺑﺮ ذرات ﺑﻮده ﮐﻪ ﻗﺎدر ﺑﻪ ﻣﺪل ﺳﺎزي ﺟﺮﯾﺎنﻫﺎي ﺑﺎ ﺳﻄﺢ آزاد داراي ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑﻞﻫﺎي زﯾﺎد ﺑﺎ دﻗﺖ ﺑﺎﻻ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. در اﯾﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ از روش ﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿﮏ ذرات ﻫﻤﻮار ﺷﺪهي ﺗﺮاﮐﻢ ﻧﺎﭘﺬﯾﺮ )ISPH( ﺑﺮاي ﻣﺪل ﺳﺎزي ﻋﺪدي ﺟﺮﯾﺎنﻫﺎي ﺑﺎ ﺳﻄﺢ آزاد اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻣﻌﺎدﻻت ﺣﺎﮐﻢ در اﯾﻦ ﻣﺪل، ﻣﻌﺎدﻻت ﺑﻘﺎي ﺟﺮم و ﻧﺎوﯾﺮ اﺳﺘﻮﮐﺲ ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ ﮐﻪ ﺑﻪ ﺷﮑﻞ ﻻﮔﺮاﻧﮋي و ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روش دو ﮔﺎم ﺟﺰﺋﯽ ﺣﻞ ﺷﺪه اﻧﺪ. در ﮔﺎم اول ﻣﻌﺎدﻟﻪي ﻧﺎوﯾﺮ اﺳﺘﻮﮐﺲ ﺑﺪون در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﺟﻤﻠﻪي ﻓﺸﺎر و ارﺿﺎي ﮐﺎﻣﻞ ﺗﺮاﮐﻢ ﻧﺎﭘﺬﯾﺮي ﻣﻮرد ﺣﻞ ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮد. در ﮔﺎم ﺑﻌﺪ، ﻣﻌﺎدﻟﻪي ﭘﻮاﺳﻮن ﺑﺮاي اﻋﻤﺎل ﺟﻤﻠﻪي ﻓﺸﺎر و ﺣﺎﮐﻤﯿﺖ ﭘﯿﻮﺳﺘﮕﯽ ﺣﻞ ﺷﺪه، و ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ و ﺳﺮﻋﺖ دﻗﯿﻖ ذرات ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣﯽآﯾﺪ. در ﻣﺪل ﺣﺎﺿﺮ از ﺷﯿﻮهاي ﺟﺪﯾﺪ ﺑﺮاي اﺧﺘﺼﺎص ﭼﮕﺎﻟﯽ ﺑﻪ ذرات ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ ﺷﯿﻮه، روش ISPH ﭘﺎﯾﺪار ﺷﺪه و دﻗﺖ ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت آن ﻧﯿﺰ ﺑﻬﺒﻮد ﯾﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ. ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﯽ دﻗﺖ روش ﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿﮏ ذرات ﻫﻤﻮار ﺷﺪهي ﺗﺮاﮐﻢ ﻧﺎﭘﺬﯾﺮ در ﻣﺪلﺳﺎزي ﺟﺮﯾﺎنﻫﺎي ﺑﺎ ﺳﻄﺢ آزاد، ﻣﺴﺌﻠﻪي ﺷﮑﺴﺖ ﺳﺪ دو ﺑﻌﺪي و ﺣﺮﮐﺖ ﻣﻮج ﺗﻨﻬﺎ در ﻋﻤﻖ ﯾﮑﻨﻮاﺧﺖ ﻣﻮرد ﺣﻞ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. ﻣﻄﺎﺑﻘﺖ ﺧﻮب ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت ﺑﺎ دادهﻫﺎي آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ و ﻋﺪدي ﺑﺮاي ﻣﺴﺌﻠﻪي ﺷﮑﺴﺖ ﺳﺪ و ﺑﺎ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺗﺤﻠﯿﻠﯽ ﺑﺮاي ﻣﺴﺌﻠﻪي ﺣﺮﮐﺖ ﻣﻮج ﺗﻨﻬﺎ، ﻧﺸﺎن ﻣﯽدﻫﺪ ﮐﻪ ﻣﺪل ﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿﮏ ISPH ﻣﻮﺟﻮد اﺑﺰاري ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮاي ﺷﺒﯿﻪ ﺳﺎزي ﻣﺴﺎﺋﻞ ﭘﯿﭽﯿﺪهي ﺟﺮﯾﺎن ﺳﻄﺢ آزاد ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ.