مدل‌سازی عددی جریان ورودی به مخزن با بستر خشک با استفاده از الگوریتم پخش‌ موج اصلاح‌شده

در این مقاله از یک مدل پخش موج تغییریافته گودونو برای مدل‌سازی سقوط جریان آزاد آب بروی سطح خشک استفاده می‌گردد. مدل موردنظر یک مدل خوش‌توازن بوده و قادر به رفتار کردن مولفه‌های منبع جریان ورودی/خروجی به بستر و هم‌چنین مولفه‌های اصطکاک در داخل تفاوت شارهای مجاور روش حجم محدود می‌باشد. علاوه بر این، روش موردنظر از نوعی سرعت تقریبی جدید ریمان برای پخشیدگی بر روی سطح خشک استفاده می‌نماید. در ابتدا جریان ورودی از کف به مخزن به‌صورت جت آزاد مورد بررسی قرار می‌گیرد. سپس ورود جریان آب به حالت سقوط آزاد و از وسط و دو کناره مخزن بر روی سطح خشک شبیه‌سازی می‌گردد. جهت مشخص نمودن اعتبار مدل عددی ارائه‌شده برای فشارهای غیرهیدرواستاتیک، از یک عدد بدون بعد بر اساس سرعت ورودی، طول دهانه و ارتفاع سقوط استفاده گردیده است. نتایج حاصله از روش عددی معرفی‌شده با نتایج حاصله از نرم‌افزار استار سی‌دی که یک نرم‌افزار تجاری حل معادلات ناویراستوکس است، مقایسه گردیده است. نتایج عددی نشان می‌دهد که الگوی عددی شار موج معرفی‌شده با مولفه‌های تقریبی جدید سرعت، قادر به شبیه‌سازی سقوط برای سطح خشک برای محدوده معرفی‌شده عدد بی‌بعد می‌باشد.

Numerical Modeling of Water Influx Falling into an Empty Tank using a Modified Wave Propagation Algorithm

In this paper a modified Godunovtype wave propagation algorithm is utilised for the modelling of falling water wave over a dry bed. The defined numerical model is wellbalanced and is capable to treat the influx/efflux source terms and also the friction term within the fluxdifferencing of the finite volume neighbouring cells. Additionally, the method employs a rather simple HLLE wave speed for the propagation over drystate. First the efflux flow from the bed of a reservoir is analyzed. Then, the entrance of falling water wave from the middle and edge sides of the reservoir over a dry bottom is simulated. In order to validate the achieved numerical results for the nonhydrostatic pressure situations a dimensionless number based upon the inflow velocity, the slot length and the falling height is introduced. The obtained results of the defined numerical solver are then compared with the numerical prediction of the STARCD which is a commercial NavierStokes package. The numerical results demonstrate that the introduced fluxwave solver is able to simulate the falling water waves over the drystate for a given range of the dimensionless number.