مقایسه اندرکنش همسایه وار دو ذره دایروی صلب و تغییر شکل پذیر در جریان برشی

در این مطالعه، تقابل سازه و سیال در جریان برشی با استفاده از روش ترکیبی مرز غوطه ور – شبکه بولتزمن – شبکه فنر مورد مطالعه قرار گرفته است. در این روش ترکیبی، با اضافه کردن الگوریتم اعمال نیروی چند مرحله ای به معادلات شبکه بولتزمن دقت محاسبات را تا دو برابر افزایش دادیم. مرز غوطه ور که به عنوان یکی از روش های شبکه ثابت شناخته می شود، جهت محاسبه نیروی مرزی به کار گرفته می شود. در این مطالعه، جهت اعمال تغییر شکل سازه تغییرشکل‌پذیر در برابر سیال اطرافش، از روش شبکه فنر استفاده شده است که بر مبنای این روش جسم جامد با مجموعه ای از فنرها جایگزین می شود. در بخش روش‌های عددی این مقاله، الگوریتمی ضمنی منطبق بر روش شبکه فنر ارائه شده که به راحتی می تواند با با حلگرهای جریان ترکیب شده و باعث ارتقا روش‌های صریح قبلی شود. صحت حلگرهای جسم جامد و سیال به ترتیب با شبیه سازی تغییرشکل تیر یکسرگیدار و حرکت تک ذره صلب دایروی داخل جریان برشی نشان داده می شود. در بخش نتایج نیز حرکت همسایه وار دو ذره دایروی در جریان برشی برای دو حالت جسم صلب و تغییرشکل پذیر با هم مقایسه می‌شود که نشان داده خواهد شد انعطاف پذیری جسم جامد چگونه باعث تغییر در مسیر حرکت ذرات خواهد شد.