شبیه‌سازی دوبُعدی جریان آب و رسوب در پدیده شکست سد با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH)

روش هیدرودینامیک ذرات هموار (sph)، یک روش بدون شبکه بندی، لاگرانژی و ذره ای است که به علت طبیعت بدون شبکه بندی و توانایی این روش در شبیه‌سازی پدیده های پیچیده، استفاده از آن در مکانیک سیالات و جامدات توسعه یافته است. این مقاله شامل شبیه-سازی جریان دوفازی آب و رسوب در پدیده شکست سد با استفاده از روش sph است. معادلات حاکم بر جریان شامل معادله مومنتم، پیوستگی، معادله حالت فشار و معادله xsph (برای محاسبه موقعیت ذرات) است. رسوبات به صورت سیالات غیرنیوتنی رفتار می کنند که برای شبیه سازی آن‌ها از مدل های سیالات غیرنیوتنی استفاده شده است. رسوبات با استفاده از روش ترکیبی دو مدل کراس و بینگهام شبیه‌سازی شده اند. برای درستی آزمایی مدل، ابتدا نمونه تک فازی شکست سد بررسی و نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی و عددی سایر پژوهشگران مقایسه شده است. سپس دو نمونه دو فازی شکست سد با ابعاد مختلف بررسی شده و نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه و میزان خطا محاسبه شده است. مقدار خطای به دست آمده از مقایسه تغییرات ارتفاع رسوبات در فواصل 5 و 14 سانتی‌متری مخزن در نمونه عددی و آزمایشگاهی به ترتیب برابر با 55/6 و 94/5 درصد است. مقایسه نتایج نشان می دهد که مطابقت خوبی بین نتایج عددی و آزمایشگاهی وجود دارد.