تحلیل پارامتریک هیدروفویل زیر سطحی به روش المان مرزی

Abstract

یکی از مهمترین مسائل هیدرودینامیک کاربردی بررسی هیدروفویل متحرک در نزدیکی سطح آزاد است. در این مقاله به شبیه سازی جریان حول هیدروفویل در نزدیکی سطح آزاد به روش المان مرزی پرداخته شده است. برای شبیه سازی با استفاده از روش المان مرزی، از یک روش تکرار مبتنی بر تئوری گرین استفاده شده است. برای این منظور مسئله به دو قسمت هیدروفویل و سطح آزاد تقسیم شده و اثرات هریک بر دیگری محاسبه می‌شود و پتانسیل اختلالی روی سطح آزاد و هیدروفویل بدست می‌آید. سپس به کمک یک الگوریتم تکرار مقادیر پتانسیل‌ها در هر مرحله اصلاح می‌شوند تا جواب ها به مقادیر واقعی همگرا شوند. سپس به وسیله این پتانسیل‌ها توزیع فشار روی هیدروفویل همچنین منحنی موج روی سطح آزاد بدست می‌آید. پس از اعتبارسنجی این روش به بررسی عوامل مختلف روی عملکرد هیدروفویل از قبیل ضخامت و انحنای هیدروفویل، عدد فرود، زاویه حمله و ارتفاع از سطح آزاد و همچنین سهم نیرو های برا و پسای حاصل از امواج پرداخته شده است. مشاهده می‌شود که نتایج روش المان مرزی با وجود فرض سیال ایده‌آل، با تقریب خوبی، عملکرد جریان را پیش بینی می‌کند.