مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کنترل نوسانات فشار در روش SPH برای شبیه سازی جریان اطراف استوانه

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت مدرس
2 دانشگاه صنعتی شریف
چکیده
روشSPH یک روش ذره‌ای و کاملاً لاگرانژی بوده که بدون استفاده از شبکه به حل میدان محاسباتی می‌پردازد. یکی از مشکلات عمدۀ روش SPH تراکم‌پذیر ضعیف ، تولید نوسانات فشار در میدان محاسباتی می‌باشد. در این تحقیق با اضافه کردن جمله‌ای تحت عنوان دیفیوژن چگالی به معادلۀ پیوستگی، نوسانات چگالی و در نتیجه فشار تا حد زیادی کنترل می‌شوند. بر خلاف روشهای مبتنی بر شبکه، جدایی جریان از روی سطح و شرط مرزی جریان ورودی/خروجی، از موارد چالشی روش SPH می‌باشند. برای غلبه بر این مشکلات، الگوریتمی مناسب برای اعمال شرط مرزی جریان ورودی/خروجی و نیز طرح جابجایی ذرات در شبیه‌سازی جریان اطراف استوانه استفاده می‌شود. مقایسه نتایج این تحقیق با مراجع مختلف، عملکرد خوب روش پیشنهادی در کاهش نوسانات فشار و همچنین حل مسائل حاوی مرز باز و جدایی جریان از سطح را نشان می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Control of pressure fluctuations in SPH method for simulation of flow past a cylinder

نویسندگان English

Ali Tayebi 1
Behzad Ghadiri 1
Mehrdad Manzari 2
1 Tarbiat Modares University
2 Sharif University of technology
چکیده English

Smoothed particle hydrodynamics (SPH) is a fully Lagrangian particle method which solves a problem without using any mesh or grid. Pressure fluctuation is one of the main drawbacks of the weakly compressible SPH (WCSPH) method that leads to an inaccurate pressure distribution. In the present work, a diffusive term is added to the continuity equation to suppress the density and consequently pressure fluctuations. In contrast to the mesh-based methods, flow separation and inflow/outflow boundary conditions are two challenging issues in the SPH method. To overcome these problems, a new algorithm for inflow/outflow boundary condition as well as a particle shifting method is utilized for simulation of flow past a cylinder. Comparing the results with those of literature, it is shown that the method is capable to decrease the pressure fluctuations and solve problems including open boundaries as well as flow separation.

کلیدواژه‌ها English

SPH
density diffusion
inflow/outflow
particle shifting
Cylinder