توسعه مدل دو بعدی جریان در پلان با استفاده از شمای تنصیف زمان و شبکه‌بندی منظم مستطیلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه رازی-گروه مهندسی آب

2 گروه مهندسی آب، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی

3 دانشگاه رازی-گروه عمران

چکیده

در این پژوهش یک مدل عددی دو بعدی برای شبیه‌سازی جریان در مجاری روباز ارائه شده است. معادلات حاکم بر جریان، معادلات ناویراستوکس متوسط گیری شده در عمق است که با استفاده از روش احجام محدود و شمای تنصیف زمان جداسازی و حل شده‌اند. یکی از مزایای روش تنصیف زمان امکان تفکیک و حل مجزای تـرم‌هـای مختلـف معـادلات با استفاده از بهترین شمای عددی می‌باشد. همچنین از دیگر مزیت‌های این رو ش سادگی و فهم راحت آن است، زیرا در همه مراحل معادلات به صورت یک بعدی حل می‌شوند. برای گسسته‌سازی معادلات حاکم از شبکه منظم مستطیلی استفاده شد. به منظور حل معادلات حاکم بر جریان در این مدل، هر گام زمانی به چند مرحله تقسیم می‌شود. در ابتدا ترم‌های جابجایی معادله اندازه حرکت براساس شمای فروم حل شد و خروجی آن برای ترم پخشیدگی در نظر گرفته شد. ترم پخشیدگی مربوط به معادله اندازه حرکت بصورت ضمنی و با استفاده از الگوریتم TDMA حل شد. سپس ترم اصطکاک در معادله جریان جداسازی و بصورت صریح حل شد و در ادامه تراز سطح آب با حل همزمان معادله پیوستگی و ترم‌های باقی‌مانده معادلات اندازه حرکت محاسبه شد. به منظور صحت‌سنجی مدل دو بعدی، آزمون‌های مختلفی که حل آن‌ها به‌صورت تئوری یا اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی موجود است، برای مدل انجام شد. نتایج خروجی مدل عددی نشان می‌دهد که مدل توسعه یافته، قادر به شبیه‌سازی جریان برای شرایط مختلف با دقت مناسب است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات



مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 24 اسفند 1403
  • تاریخ دریافت: 28 دی 1403
  • تاریخ بازنگری: 11 اسفند 1403
  • تاریخ پذیرش: 24 اسفند 1403