شبیه سازی عددی عمق آب‏شستگی بستر فرسایش پذیر کانال به روش لاگرانژی

پیش بینی دقیق پیچیدگیها در سیستم آب و رسوب (یک سیستم جریان دانه ای متراکم چند فازی) هنوز یک چالش عمده برای مدلهای مبتنی بر شبکه است. با توجه به توانایی روش‌های لاگرانژی بدون شبکه در مدل-سازی تغییر شکل‌های بزرگ و ناپیوستگی‌ها، روش‌های لاگرانژی بدون شبکه میتوانند یک فرصت منحصر به فرد برای مقابله با چنین پیچیدگی فراهم کنند. هدف از این تحقیق شبیه سازی مورفولوژی بستر فرسایش پذیر پایین دست دریچه قائم به روش لاگرانژی نیمه ضمنی ذرات متحرک با تراکم ضعیف (wc-mps) می‏باشد. در این روش مواد دانه‌ای به صورت یک سیال غیر نیوتنی و ویسکو پلاستیک در نظر گرفته شده است. برای پیش‌بینی رفتار غیر نیوتنی فاز دانه‌ای، از مدل رئولوژیکی هرشل بالکی نمایی استفاده شد. نتایج مدل عددی با نتایج مدل آزمایشگاهی مقایسه گردید. بررسی ها حاکی از آن است که فرآیندهای مرتبط با فرسایش و رسوب-گذاری به خوبی توسط روش های لاگرانژی قابل مدل سازی بوده و نتایج عددی با اندازه گیری های آزمایشگاهی مطابقت بسیار خوبی را نشان داد. نتایج مقایسه عملکرد مدل بر اساس شاخص های آماری ریشه میانگین مربعات خطا و معیار نش ساتکلیف (rmse ≈ 0.2 و nas ≈0.76) نشان داد که دقت مدل‌ مورد نظر در پیش بینی عمق گودال آب‏شستگی و ارتفاع رسوبات خارج شده از گودال است قابل قبول می باشد.