بررسی برش سنگ گرانیت توسط جت آب به کمک روش هیدرودینامیک ذرات هموار

Abstract

یکی از پیشرفته ترین روش های برش مواد، برش باجت آب است. که به دلیل مزایای آن نسبت به سایر روش های برش در سال های اخیر کاربرد گسترده ای داشته است. برش با جت آب زیر مجموعه ای از مسائل اندرکنش سیال و سازه است که در آن جریان آب به مرزهای سنگ نیرو وارد کرده و این نیرو باعث تغییر شکل سنگ در ناحیه برخورد می شود. برای بررسی دقیق این مسئله شرایط مرزی آب و سنگ باید کوپل شوند تا بتوان رفتار صحیح ناحیه برخورد را بدست آورد که مهم ترین و پیچیده ترین بخش شبیه سازی به روش‌های تئوری، تجربی و عددی است. در این تحقیق از روش هیدرودینامیک ذرات هموار که روشی عددی، ذره ای ،لاگرانژی و بدون شبکه است برای تحلیل رفتار آب و گرانیت استفاده شده است. بدین منظور ابتدا معادلات حاکم بر مسئله با استفاده از این روش گسسته سازی شده و به کمک الگوریتم محاسباتی پیش بینی_تصحیح، برنامه به زبان فرترن کدنویسی شده است. با استفاده از الگوریتم بیان شده ، برخورد دوبعدی جت آب و سنگ و رفتار شکست سنگ شبیه سازی شده است. با این روش می توان عمق و پهنای برش در سرعت های مختلف جت آب و سرعت بهینه برش سنگ را تعیین کرد. نتایج حاصل از شبیه سازی دارای دقت قابل قبولی در مقایسه با نتایج تجربی است و نشان می دهد که روش هیدرودینامیک ذرات هموار را می توان به عنوان یک روش مناسب برای تحلیل برش سنگ با جت آب استفاده کرد.