شبیه‌سازی جریانهای با سطح آزاد و مقایسه شرایط مرزی تقارنی و دقیق در سطح آزاد
نویسنده
چکیده
جریانهای با سطح آزاد، اعمال شرط مناسب در سطح آزاد از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. برای شبیه سـازی سطح آزاد دو روش به کار رفته که در یکی از آنها از شرط مرزی تقارنی (تقریبی) و در دیگری از شرط مرزی دقیق استفاده شده است. برای اعمال شرط مرزی دقیق الگوریتمی معرفی شده که آن را به صورت یک زیربرنامه به یک برنامه رایانه‌ای سه بعدی منطبق بر مرز، که برای جریانهای دائم بدون سطح آزاد به کار می‌رود، اضافه کرده و به برنامه‌ای برای حل جریان دائم با سطح آزاد تبدیل کرده‌ایم. این الگوریتم به گونه‌ای است که به میزان قابل توجهی از ناپایداریهای ناشی از امواج سطحی می‌کاهد. برای اثبات کارایی این برنامه آن را برای دو کانال رو باز اجرا کردیم. از مقایسه نتایج حاصل از این برنامه با نتایج موجود، صحت عملکرد برنامه به اثبات رسید. پس از آن برنامه را برای دو جریان که با هم مخلوط می‌شوند به کار برده و نتایج آن را با نتایج حاصل از مدل سطح تقارنی مقایسه کردیم. این مقایسه نشان داد که اگر جابه‌جایی سطح آزاد کوچک باشد، هر دو مدل منجر به نتایج تقریباً مشابهی می‌شوند
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Numerical Simulation of Free Surface Flows and Comparison of Symmetry and Real Boundary Conditions at the Free Surface
نویسنده [English]
- M. Goodarzi and A. R. Azimian
For implementation
of the free surface boundary condition, a new subroutine has been introduced to an existing steady 3-D body fitted code. This code was previously written for steady flow simulation in closed ducts. The algorithm used in this subroutine reduces the instability problem according to the free surface wave generation. For code validation, it was applied to two different open channels. The results obtained for these test cases were compared with existing data. The comparison of the two sets of data was promising and proved that with this subroutine it is possible to predict the free surface position very well. The results of this routine were also compared with the symmetry boundary condition at the free surface for two mixing flows and it showed that, if the changes of the free surface elevation were small, the symmetry boundary condition could be considered as an accurate enough method
کلیدواژه‌ها [English]
- Free surface flow
- Mixing layer
- Non-hydrostatic pressure
)