مروری بر توسعه روش هیدرودینامیک ذرات هموار و کاربرد آن در سازه‌های دریایی

‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ مطالعات عددی امکانات مطلوبی را جهت پژوهش در اختیار پژوهش‌گران قرار می‌دهد تا به وسیله‌ی آن به بررسی موارد مختلف بپردازند. در مدل‌سازی‌های مرسوم دو رویکرد لاگرانژی و اویلری وجود دارد. در رویکرد اویلری با شبکه‌بندی ثابت محیط، جریان سیال به محیط وارد شده و سپس متغیرهای مختلف را مورد بررسی قرار می‌گیرد اما در رویکردی لاگرانژی شبکه بر روی ذرات سیال قرار می‌گیرد و این موضوع باعث حرکت شبکه به همراه سیال می‌شود. هیدرودینامیک ذرات هموار (sph) رویکردی لاگرانژی است که در سال‌های گذشته مورد اقبال پژوهش‌گران حوزه‌های مختلف مهندسی قرار گرفته است. این رویکرد که بر مبنای درون‌یابی تابع کرنل بنیان گذاشته شده است، می‌تواند سیال تراکم‌ناپذیر و تراکم‌ناپذیر را در نظر بگیرد. توسعه‌ی این روش با نظر بر رفع محدودیت‌ها و خطاهای موجود در مدلسازی‌های آن در سال‌های گذشته شتاب بیش‌تری نسبت به قبل گرفته است. در این روند حل‌گرها و روش‌های بهبودیافته‌ای ارائه شده است که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به sphysics و dualsphysics اشاره کرد. در گرایش مهندسی سازه‌های دریایی نیز بررسی پاسخ هیدرولیکی موج‌شکن‌ها مانند روگذری و ضریب انعکاس و نیروی وارد بر موج‌شکن و خطوط لوله از جمله موارد کاربرد هیدرودینامیک ذرات هموار است. با بهبود عملکرد این روش، اکنون با استفاده از آن می‌توان محیط‌های متخلخل را نیز شبیه‌سازی کرد که باعث به وجو آمدن ابزاری قدرتمند در دست پژوهشگران می‌شود. در این مقاله به منظور فهم بهتر از محدودیت‌ها و امکانات این روش، توسعه‌ی آن در سال‌های گذشته مورد بررسی قرار گرفته و موارد کاربرد آن در حوزه‌های مرتبط با سازه‌های دریایی مرور شده است تا با شناسایی نقاط ضعف و قوت و موارد استفاده آن، پژوهش‌های دیگری در ادامه‌ی روندهای پژوهشی صورت بگیرد.

a review on the development of smooth particle hydrodynamic method and its application in marine structures

numerical studies provide researchers with favorable facilities for research to investigate various cases. in conventional modeling, there are two approaches, lagrangian and eulerian. in the eulerian approach with fixed meshing of the environment, the fluid flow enters the environment and then various variables are investigated, but in the lagrangian approach, the mesh is placed on the fluid particles and this causes the movement of the mesh along with the fluid. smooth particle hydrodynamics (sph) is a lagrangian approach that has been favored by researchers in various engineering fields in recent years. this approach, which is based on kernel function interpolation, can consider compressible and incompressible fluid. the development of this method has accelerated more than before in view of removing the limitations and errors in its modeling in the past years. in this process, improved solvers and methods have been presented, including sphysics and dualsphysics. in the field of marine structures engineering, the investigation of the hydraulic response of breakwaters such as the overttoping and reflection coefficient and the force acting on breakwaters and pipelines is one of the application cases of smooth particle hydrodynamics. by improving the performance of this method, it is now possible to simulate porous environments, which creates a powerful tool in the hands of researchers. in this article, in order to better understand the limitations and possibilities of this method, its development in recent years has been examined and its applications in the fields related to marine structures have been reviewed in order to identify its weaknesses and strengths and its uses, other researches to be carried out in the continuation of research processes.