مدلسازی دوفازه بار بستر با استفاده از یک مدل لاگرانژ - لاگرانژی

انتقال رسوبات بصورت بار بستر بر مورفولوژی و پایداری بستر رودخانه ها بسیار تاثیرگذار است و مدلسازی آن یکی از مسائل بسیار ضروری در مهندسی هیدرولیک به حساب می آید. انتقال بار بستر در تنش-های برشی کم تا متوسط جریان به صورت انتقال جهشی و در تنش های برشی زیاد به صورت انتقال توده ای انجام می گیرد. در مقاله ی حاضر، مدلسازی هیدرودینامیک انتقال بار بستر در حالت های انتقال جهشی و توده ای تحت اثر جریان یک طرفه توسط یک مدل دوفازه ی لاگرانژی که بر اساس روش ذره ای هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم ناپذیر (I-SPH) توسعه یافته مورد بررسی قرار گرفته است. در این مدل، میدان جریان و رسوبات به صورت فازهای مجزا شبیه سازی شده اند، به طوری که میدان سیال، نیوتنی و میدان رسوبات بصورت غیرنیوتنی در نظر گرفته شده-اند. برای تعریف مکانیزم اندرکنش بین فازهای میدان جریان و رسوب، نیروی پسا به عنوان ترم اندرکنش سیال-رسوب در نظر گرفته شده است. نتایج شبیه سازی میدان سرعت جریان با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است که تطابق مناسبی بین آن ها وجود دارد. بنا بر نتایج حاصله می-توان گفت که مدل عددی حاضر در شبیه سازی مکانیزم انتقال رسوبات به صورت بار بستر برای حالت های انتقال جهشی و انتقال توده ای از توانایی لازم برخوردار است.