روش آزمایشگاهی و المان گسسته در مطالعه جریان تخلیه سیلوی حاوی مواد دانه ای

در این تحقیق با استفاده از روش آزمایشگاهی و همچنین روش المان گسسته، سیلوی حاوی ذرات به عنوان یک مسئله کاربردی مدل سازی شده است. به منظور مطالعه آزمایشگاهی، سیلوهایی در مقیاس آزمایشگاهی ساخته شد که دارای دیواره های شفاف بوده و امکان مشاهده جریان مواد را فراهم می نماید. همچنین یک سیستم توزین تهیه گردید که به صورت لحظه ای وزن مواد تخلیه شده را درون کامپیوتر ثبت می نماید. در مدل سازی المان گسسته، ذرات به صورت کروی فرض شده و از پتانسیل بین ذره ای ویسکوالاستیک هرتز برای تعیین نیروهای بین آنها و همچنین دیواره استفاده شده است. قطر ذرات کروی در یک بازه مشخص انتخاب شده و دیواره های سیلو با استفاده از المان های مثلثی کوچک مش بندی شده است. به منظور پیاده سازی روش حل و انجام شبیه سازی ها، برنامه های لازم جهت اجرا با یک برنامه منبع باز تهیه گردیده است. در بخش نتایج، تغییرات وزن خروجی سیلو بر حسب زمان ترسیم شده و بر اساس آن دبی تخلیه تعیین گردید. مقایسه نتایج آزمایشگاهی و عددی نشان دهنده تشابه تابعیت پیش بینی عددی و آزمایشگاهی بوده است. در ادامه وابستگی نرخ تخلیه سیلو به متغیرهای مختلف شامل شیب ناحیه مخروطی قیف تخلیه، ضریب اصطکاک بین ذرات و همچنین ضریب اصطکاک دیواره مورد مطالعه قرار گرفت