شبیه‌سازی محیط‌های چند فازی با استفاده از روش ترکیبی BPM-SPH

Abstract

در مقاله پیش رو نرم‌افزار کوانتا، که توسط نویسندگان در حال توسعه است، معرفی و راستی آزمایی شده است. این نرم افزار با اهداف پژوهشی و به منظور شبیه‌سازی دو بعدی محیط‌های چند فازی جامد و سیال و به زبان Visual C++ نوشته شده است. در این نرم افزار محیط جامد با استفاده از روش مبتنی بر ذره Bonded Particle Method و محیط سیال با استفاده از روش مبتنی بر ذره Smoothed Particle Hydrodynamics شبیه‌سازی می‌شوند. رفتار نهایی مدل حاصل اندرکنش ذرات با دیگر ذرات همنوع خود و نیز ذرات متعلق به روش دیگر است. ابتدا درباره تئوری روش‌ها و نحوه استفاده از آن‌ها در نرم‌افزار توضیح داده شده و در انتها چند مسئله معیار به منظور راستی آزمایی نرم‌افزار مدلسازی و تحلیل شده و نتایج شبیه‌سازی با نتایج موجود در مقالات مقایسه شده‌اند. برای راستی آزمایی روش ‌BPM از شبیه‌سازی تغییر شکل یک تیر طره و برای راستی آزمایی روش SPH از شبیه‌سازی مسئله جریان حفره‌ای و نیز جریان پوازی استفاده شده است. برای راستی آزمایی محیط دوفازی و اندرکنش بین ذرات BPM و SPH از مدل‌سازی یک سیلندر جامد در مسیر جریان استفاده شده است. بررسی نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان دهنده تطابق مناسب آن‌ها با نتایج تحلیلی و تجربی موجود است.