شبیه سازی عددی جریان چگال به روش SPH

در این مقاله با توسعه یک مدل هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) دو بعدی تراکم پذیر ضعیف، جریان ناشی از شارش تبادلی برای دو سیال با اختلاف چگالی کم شبیه سازی شده است. فرایند مدلسازی برای دو سیال با نسبت چگالی های بزرگتر از 9/0 و کوچکتر از 0/1 به انجام رسیده است. با توجه به اختلاف چگالی کم، در توسعه مدل دوفازی تغییر قابل توجهی در فرمول های کلاسیک SPH داده نشده است. در این حالت کافی است با یکسان گرفتن معادله حالت، چگالی مبنا و سرعت صوت را برای هر فاز جداگانه منظور کرد، به گونه ای که فشار مبنا برای هر دو سیال یکسان شود. همچنین مقداردهی دوباره به چگالی در هر چند گام زمانی برای هر فاز به صورت جدا محاسبه می گردد. جریان غیرلزج به وجود آمده دارای مشخصاتی مطابق با نتایج آزمایشگاهی است. مقایسه نتایج بیانگر این است که مدل توسعه یافته با دقت مناسبی قادر به شبیه سازی جریان های دو فازی با نسبت چگالی های نزدیک به یک می باشد. عمق جریان و پیشرفت جبهه جریان به عنوان پارامترهای انتخابی برای صحت سنجی انتخاب شده اند. تاثیر تغییرات اختلاف چگالی بر پدیده و میزان کارآیی روش با انجام یک سلسله شبیه سازی با نسبت چگالی و تفکیک پذیری مختلف سنجیده شده است.