شبیه سازی تلاطم سطحی سیال در مخازن مستطیلی تحت تحریک هارمونیک به روش بدون شبکه توابع پایه نمایی تعمیم یافته

پدیده ی تلاطم سطحی سیال از مسائل پیچیده در پدیده های جریان با سطح آزاد است. روش های عددی بدون شبکه به عنوان روشی نوین، کاربرد فراوانی در حل این مساله دارند. در این روش­ها، عدم وجود شبکه­بندی و المان­های پیچیده برای دامنه مسائل با توجه به تغییر هندسه حل در طول زمان، انعطاف­پذیری زیادی در حل مسائل عددی به وجود می­آورد. در تحقیقات صورت گرفته در گذشته مسئله ی تلاطم سطحی سیال در مخازن با استفاده از حل معادله ی لاپلاس، با توجه به پتانسیل سرعت، صورت گرفته است، اما حل این مسئله با معادلات فشار، چندان مورد توجه نبوده است؛ بنابراین با استفاده از معادلات فشار و یک الگوریتم زمانی لاگرانژی مناسب، روش توابع پایه نمایی تعمیم یافته برای مسائل مخازن تحت تحریک دینامیکی توسعه داده شده است. تقریب حل با استفاده از روش بدون شبکه ی توابع پایه نمایی تعمیم یافته صورت می گیرد و کل دامنه حل به تعدادی نقطه ی گرهی گسسته سازی شده و سپس با در نظر گرفتن شرایط مرزی مناسب، مجهولات مسئله تقریب زده می شوند. در این تحقیق، مثال های خطی و غیرخطی، تحت تحریک هارمونیک، به صورت دو بعدی از مخازن مکعب مستطیلی، حل شده است و نتایج حاصل از آن ها، با روش های حل تحلیلی، دیگر روش های حل عددی و همچنین، داده های آزمایشگاهی، مقایسه شده است. نتایج، نشان می دهند که به لحاظ صرف وقت و هزینه ی محاسبات، روش حاضر، در حالت دو بعدی، در مقایسه با دیگر روش های لاگرانژی موجود، بسیار درخور توجه است.

کلیدواژه ها:

Sloshing ، Meshless method ، Numerical simulation ، Exponential basis functions ، Rectangular storage tank ، تلاطم سطحی سیال ، روش بدون شبکه ، شبیه سازی عددی ، توابع پایه نمایی ، مخزن ذخیره مستطیلی