مقایسه مدل‌های محلی آشوبناک مبتنی بر فضای فاز در پیش‌بینی جریان رودخانه

روش های بدون شبکه (لاگرانژی)، مانند روش نیمه ضمنی ذرات متحرک (mps) و هیدرودینامیک ذرات هموار (sph)، جدیدترین نسل از این روش ها در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی است که توجه پژوهشگران را در مسایل کاربردی، که در آن‌ها تغییرشکل‌های بزرگ و ناپیوستگی جریان وجود دارد، به خود جلب کرده اند. هدف از این پژوهش، توسعه و بهبود شبیه‌سازی جریان‌های با سطح آزاد با استفاده از مدل جدید نیمه ضمنی ذرات متحرک با تراکم پذیری ضعیف (wc-mps) است. به شکل معمول، در روشmps ، تعیین فشار سیال با حل ضمنی معادله پواسون صورت می‌گیرد که مستلزم صرف زمان زیاد برای رایانه است. در روش نیمه ضمنی ذرات متحرک با تراکم پذیری ضعیف، مشابه روش sph، از معادله حالت که به صورت صریح حل شده و وقت زیادی از رایانه اشغال نمی نماید، بهره گرفته شده است. به منظور ارزیابی روش و مدل پیشنهادی، مسیله شناخته شده و پرکاربرد جریان ناشی از شکست یک سد مورد بررسی قرار گرفته است. برنامه نویسی به زبان c انجام گرفته و آزمایش های درستی آزمایی در خصوص کد نوشته شده صورت گرفت. برای مقایسه رویکرد لاگرانژی با رویکرد اویلری، شکست سد به وسیله‌ی نرم افزار flow-3d نیز مدل سازی شده است. نتایج بررسی ها و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که هر دو رویکرد دارای دقت قابل قبولی در مدل سازی جریان با سطح آزاد است. لیکن، دقت رویکرد لاگرانژی، به ویژه روش wc-mps ارایه شده، نسبت به رویکرد اویلری بیشتر است. روش پیشنهادی دارای نوسانات فشار بوده و در ادامه راهکارهای کاهش این نوسانات بررسی شده است.