شبیه سازی جریانهای سطح آزاد با استفاده از یک الگوریتم هیدرودینامیک ذرات هموار WCSPH و بررسی اثرات آن بر روی اجسام شناور

شبیه سازی امواج اقیانوسی به روشهای اویلری بسیار دشوار و در برخی مواقع امکانپذیر نمی باشد.از این رو امروزه محققان در تلاش برای مدلسازی این امواج به روشهای لاگرانژی هستند.یکی از روش های لاگرانژی که به علت توانایی زیاد در مدل کردن جریانات سطح آزاد اخیرا مورد توجه قرار گرفته است،روش هیدرودینامیک ذرات هموار می باشد. این روش به دو صورت مورد توجه قرار گرفته است: روش هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم پذیر (C-SPH)و روش هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم ناپذیر ( . (I-SPHدراین تحقیق با استفاده از مدل عددی بدون شبکه بندی((WC-SPH معادلات ناویر-استوکس که در واقع معادلات حاکم بر جریانات با سطح آزاد هستند حل می شوند. در این روش یک سری نقاط درون یابی با توزیع دلخواه وجود دارند که می توانند ذرات سیال فرض شوند. کلیه متغیرهای مسئله بوسیله این نقاط و توسط یک تابع درون یابی محاسبه می گردند.از اینرو در رساله ذیل به دلیل اهمیت مدل سازی جریان اقیانوسی پس از بیان انواع روش های مدل سازی و مزایا و معایب هر یک به اختصار به مدل سازی عددی امواج اقیانوسی به روش هیدرودینامیک ذرات هموار می پردازیم.نتیجه مهم رساله موج شکن های شناور در مقایسه با موج شکن های ثابت دارای مزایای فراوانی همچون، قابلیت نصب و جابجایی آسان، کم هزینه بودن مراحل ساخت و اجرا، قابلیت استفاده در آب های عمیق و عدم نیاز به مقاومت بستر دریا، می باشند. برای بررسی رفتار موج شکن ها در امواج ساحلی انتخاب روش های عددی، به دلیل پیچیده بودن و پرهزینه بودن بررسی های تجربی گزینه مناسبی می باشد.در این رساله، بر اساس روش هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم پذیر خفیف یک کد کامپیوتری به زبان برنامه نویسی فرترن برای جریان های اقیانوسی بسط و توسعه داده شد و نتایج به وسیله نرم افزارهای مربوطه ترسیم شد و مورد بحث و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی موجود قرار گرفت.

کلیدواژه ها:

روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) ، جریان سیال تراکم ناپذیر ، امواج اقیانوسی.