شبیه‌سازی عددی موج‌ساز پیستونی به روش عددی لتیس بولتزمن با استفاده از هندسه سلولی چند لایه متحرک

Abstract

استفاده از سامانه‌های تولید موج برای مطالعه آزمایشگاهی اثر موج بر سازه‌های دریایی تاکنون مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. همچنین استفاده از روش‌های عددی با قابلیت شبیه سازی دینامیک موج در یک سیستم موج ساز عددی، به عنوان جایگزینی مناسب برای مطالعات هزینه‌بر تجربی، همواره مطرح بوده است. از آ نجایی که نسبت‌های طول به ارتفاع و عمق به ارتفاع موج در بسیاری از موارد به طور قابل توجهی بزر گتر از یک است، و از طرفی محاسبه دقیق هندسه موج نیاز به تمرکز بالای نقاط محاسباتی در محدوده مرز مشترک مایع-گاز دارد، روش‌های عددی که تاکنون ارائه شده اند، بسیار زمان بر می‌باشند. در این پژوهش، یک روش عددی سریع برای مدل سازی یک سامانه موج ساز پیستونی ارائه شده است که بر خلاف روش‌های قبلی از سرعت مناسبی برخوردار است. روش ارائه شده ترکیبی از روش لتیس بولتزمن با هندسه نقاط محاسباتی چند لایه متحرک و روش ونو برای اعمال شرط مرزی سینماتیکی سطح آزاد می‌باشد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی با تئوری موج ساز و نتایج آزمایشگاهی موجود برای موج ساز پیستونی مقایسه شده که تطابق بسیار خوبی بین آ نها مشاهده شده است.