بررسی مسائل دارای دو سطح آزاد بر اساس روش گالرکین بدون المان- درون یاب نقطه ای شعاعی

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسنده

دانشگاه ازاد اسلامی

چکیده

گالرکین بدون المان (RPIM) و درون یاب نقطه ای شعاعی (EFG) از روش های بدون المان در زمینه مکانیک محاسباتی می باشند. در این مقاله یک روش محاسباتی با در نظر گرفتن یک ناحیه ثابت و یک ناحیه متغیر بر اساس روش ترکیبی گالرکین بدون المان- درون یاب نقطه ای شعاعی جهت بررسی مسائل سطح آزاد دو بعدی دارای دو سطح آزاد زیر دریچه شعاعی جهت محاسبه پروفیل سطوح آزاد، توزیع سرعت، فشار درون کانال و دبی آب خروجی از مجرای خروجی ارائه شده است. در روش ترکیبی گالرکین بدون المان- درون یاب نقطه ای شعاعی، توابع شکل بدست آمده از روش درون یاب نقطه ای شعاعی به عنوان توابع وزن در روش گالرکین بدون المان مورد استفاده قرار می گیرند که باعث ایجاد خاصیت دلتای کرانیکر در توابع شکل می گردد. در این روش بر خلاف روش گالرکین بدون المان، اعمال شرایط مرزی اساسی به راحتی صورت گرفته و توابع شکل دارای خاصیت دلتای کرانیکر می باشد. در این مطالعه، سیال عبوری، تراکم ناپذیر و غیر لزج فرض شده و نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج عملی بدست آمده از آزمون مدل هیدرولیکی مقایسه شده است که نتایج بدست
آمده دارای هم خوانی جهت پروفیل سطح آزاد و توزیع فشار می باشد.

کلیدواژه‌ها


جوانمرد س. (1395). "آنالیز مسائل سرریز زیر دریچه شعاعی بر اساس روش گالرکین بدون المان-المان طبیعی"، مهندسی منابع اب، دوره 9، شماره 31، ص.‌ص. 61-72.

سلیمان بیگی ن حکیم زاده ح. و چناقلو م. (1392). "ترکیب روش VOF و هوش مصنوعی برای شبیه‌سازی سطح آزاد جریان سیال"، روش‌های عددی در مهندسی (استقلال)، دوره 32، شماره 2، ص.ص. 15-32.

فرزین س.، حسن زاده ی.، اعلمی م. و فاتحی ر. (1393). "یک روشSPH  تراکم ناپذیر ضمنی برای مسائل جریان سطح آزاد"، مهندسی مکانیک مدرس، دوره 14، شماره 4، ص.ص. 99-110.

Cheng, A. H-D, Liggett, J. A., and Liu, P. L-F. (1981). “Boundary calculations of sluice and spillway flows”. Journal of the Hydraulics Division. ASCE. 107: 1163-1178.

Daneshmand, F., and Kazemzadeh Parsi, M. J. (2004). “A meshless method for free surface flow through sluice gates”. 6th International Conference on Hydroinformatics, Singapur.

Daneshmand, F., Javanmard, S.A.S., Adamowski, Jan F.,Liaghat, T., Moshksar, M. M. (2012). “Two-dimensional natural element analysis of double-free surface flow under a radial gate”. Canadian Journal of Civil Engineering. 39: 643-653.

Daneshmand, F., Javanmard, S.A.S., Liaghat, T., Moshksar, M. M., Adamowski, Jan F. (2010). “Numerical solution for two-dimensional flow under sluice gate using natural element method”. Canadian Journal of Civil Engineering. 37: 1550–1559.

Daneshmand, F., Sharan, S. K., and Kadivar, M. H. (1999). Finite element analysis of double-free-surface flow through gates. Proc. 17th Canadian Congress of Applied Mechanics, McMaster Univ. Hamilton. 213-214.

Daneshmand, F., Sharan, S. K., and Kadivar, M. H. (2000). “Finite Element Analysis of Double-Free surface Flow through Slit in Dam”. Journal of the Hydraulics Division. ASCE. 126: 515-522.

Fangmeier, D. D., and Strelkoff, T. S. (1968). “Solution for gravity flow under a sluice gate”. Journal of the Engineering Mechanics. ASCE. 94: 153-176.

Ikegawa, M., and Washizu, K. (1973). “Finite element method applied to analysis of flow over a spillway crest”. International Journal for Numerical Methods in Engineering 6: 179-189.

Issacs, L. T. (1977). “Numerical solution for flow under sluice gates”. Journal of the Hydraulics Division. ASCE. 103: 473-481.

J I Chun-ning, WANG Yuan-zhan and WANG Jian-feng. (2005). “A Novel VOF-Type Volume-Tracking Method for Free-Surface Flows Based on Unstructured Triangular Mesh”. China Ocean Engineering. 19:529-538.

Larock B.E. (1975). “Flow over gated spillway crests”. Proceeding of 14th Midwestern Mechanics Conferance.University of Oklahama. March 24-26. 437-451.

Li, W., Xie, Q., and Chen, C. J. (1989). “Finite analytic solution of flow over spillways”. Journal of Engineering Mechanics. ASCE. 115: 2635-2648.

Liu, G.R. (2003). “Mesh Free Methods: Moving Beyond the Finite Element Method”, CRC Press LLC.

Masliah J.H., Nandakumar K., Hemphhill F., Fung L. (1985). “Body fitted coordinates for flow under sluice gates”. Journal of Hydraulic Engineering. 111: 922-933.

McCorquodale, J. A., and Li, C. Y. (1971). “Finite element analysis of sluice gate flow”.  Transactions Engineering Institute of Canada. 14: C-2.

Most T. (2007). “A natural neighbour-based moving least-squares approachfor the element-free Galerkin method”. International Journal for Numerical Methods in Engineering. 71: 224-252.

Sankaranarayanan, S., and Rao, H. S. (1996). “Finite element analysis of free surface flow through gates”. International Journal for Numerical Methods in Fluids. 22: 375-392

Shiraz University. (2007). “Hydraulic model test of bottom outlet of shahryar dam”, Report No. SHM-R-002. Shiraz, Iran

Sokoray-Varga, B. and Józsa, J. (2008). “Particle tracking velocimetry (PTV) and its application to analyse free surface flows in laboratory scale models”. Periodica Polytechnica Civil Engineering. 52: 63-71.

Vanden-Broek, J. M. (1997). “Numerical calculations of the free surface flow under a sluice gate”. Journal of Fluid Mechanics, Cambridge. U.K.. 330: 339-247.