شبيه‌سازي عددي امواج هارمونيك توليد شده توسط موج‌ساز پيستوني در كانال موج به‌‌روش بدون شبكه توابع پايه نمايي با استفاده از الگوريتم اويلري- لاگرانژي مخلوط

Simulation of Harmonic Waves Generated by the Piston-type Wave-maker in the Wave Flume via the Exponential Basis Functions Mesh-free Method and MEL Formulation

در اين مقاله، روش بدون شبكه توابع پايه نمايي براي شبيه‌سازي امواج هارمونيك توليد شده توسط موج‌ساز پيستوني در سيال داراي سطح آزاد ارائه شده است. فرمول‌بندي روش ارائه شده بر اساس رويكرد اويلري- لاگرانژي مخلوط و مبتني بر پتانسيل سرعت است. در روش بدون شبكه توابع پايه نمايي براي گسسته‌سازي دامنه حل فقط از تعدادي نقطه روي مرزهاي سيال استفاده مي‌شود. با توجه به استفاده از الگوريتم اويلري- لاگرانژي مخلوط، به‌منظور به‌‌هنگام‌سازي هندسه حل در طي زمان، نقاط سطح آزاد فقط در راستاي قائم جابه‌جا مي‌شود. براي جلوگيري از برگشت امواج به داخل دامنه، در انتهاي كانال موج از ميرايي مصنوعي استفاده شده است. با استفاده از روش بدون شبكه ارائه شده، امواج غيرخطي با دامنه بزرگ شبيه‌سازي و نتايج با ديگر روش‌ها مقايسه شده است. روش حاضر با وجود هزينه اندك محاسباتي از دقت مطلوبي برخوردار است

In this article, a meshless method based on exponential basis functions (EBFs) is presented to simulate the harmonic waves with moving free-surfaces generated by the piston-type wave maker. Accordingly, velocity potential is adopted in a Mixed Eulerian-Lagrangian (MEL) approach. Boundary conditions are met through a point-wise collocation approach. In order to update the geometry in the simulation time, the free surface points are only moved vertically. To reduce the reflection in the wave flume, a damping zone is added at the far end opposite to the wave maker, where the velocity is modified by adding an artificial damping term. The results indicated the ability of this numerical method in simulating free surface flow problems like non-linear waves with a good accuracy, as well as suitable performances and the least run time calculation.