استفاده از روش SPH براي مدلسازي Sloshing در يك مخزن نيمه پر  Fulltext 

[ مجيد حسيني امين ] - كارشناسي ارشد مكانيك
[ مهرداد تقي زاد منظري ] - استاديار
[ سيامك كاظم زاده حناني ] - دانشيار

خلاصه مقاله:

نيروهاي ناشي از Sloshing به دليل توانايي تخريب سازه هاي مخازن نگهدارنده خود، از اهميت بسيار زيادي به ويژه در نزد طراحان كشتي برخوردار مي باشند. اين موضوع در طراحي مخازن حمل مايعات مانند تانكهاي LNG و LPG و نفت خام از حساسيت ويژه اي برخوردار است. در اينجا يك روش لاگرانژي بدون شبكه به نام Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) براي مدلسازي Sloshing استفاده شده است. روش ارائه شده از معادله بقاء جرم و نوير – استوكس به عنوان معادلات پايه اي استفاده مي كند. روش SPH براي حل معادلات بر روي ذرات از دو مرحله پيش بيني اوليه و اصلاح ثانويه استفاده مي كند. درمرحله پيش بيني اوليه سرعت موقتي ذرات بر اساس مجموعه نيروهاي وارده و بدون در نظر گرفتن شرط تراكم ناپذيري بدست آمده و ذرات بر اساس اين نوع سرعت موقتي به حركت واداشته مي شوند. معمولا در طي مرحله اول چگالي ذرات ثابت نمي ماند، در نتيجه به مرحله ثانويه اي نياز است كه چگالي ذرات را به مقدار ثابت اوليه را محاسبه نمود. سپس به كمك معادله پوآسون فشار، تغيير چگالي ذرات بايك ميدان فشاري به گونه اي مرتبط مي شود كه در صورت افزايش چگالي، فشار مثبت ايجاد شده ذرات را از يكديگر دور نمايد، و در صورت كاهش چگالي موضعي ذرات، با ايجاد يك نيروي فشاري منفي ذرات بطرف يكديگر حركت كنند . در مقاله حاضر از روش SPH براي شبيه سازي Sloshing در يك مخزن نيمه پر مايع با شكل اوليه سينوسي و دامنه كوچك استفاده شده است.

روش Sloshiong, SPH ، جريان تراكم ناپذير