روش بهبود يافته هيدروديناميك ذرات روان براي شبيه‌سازي جريان سرريز لبه تيز

تحقيق پيش رو به بررسي عددي جريان روگذر از يك سرريز لبه تيز بر اساس روش هيدروديناميك ذرات روان در حالت دو بعدي مي پردازد. ميدان جريان حاصل شديداً پويا بوده و سطح آزاد آن به دليل جريان روگذر تغيير شكل و انحناي زيادي دارد. دامنه حل در امتداد افق بين مرزهاي ورودي (بالادست) و خروجي جريان (پايين دست) گسترش يافته حال آن كه جريان در امتداد قائم بين كف آبراهه و سطح آزاد متحرك محدود است. رويكردي متفاوت براي شروع محاسبات و اختصاص شرايط اوليه پيشنهاد شده است كه همگرايي نسبتاً سريع جريان به حالت ماندگار را به دنبال دارد. همچنين جمله تصحيح هيدرواستاتيك با هدف بهبود خاصيت حفظ حجم سيال به معادله بقاي جرم در شكل گسسته افزوده شده است. صحت اين ادعا با شبيه سازي طولاني مدت مخزن هيدرواستاتيك در حضور و نيز عدم حضور جمله مذكور تصديق مي شود. افزون بر آن، نتايج از افزايش دقت محاسبات در پيش بيني تراز افتان آب در مخزن بالادست سرريز براي حالت بدون جريان ورودي حكايت مي كند. بدين منظور يك رابطه تقريبي در قالب حل تحليلي معادله بقاي جرم ارائه شده است. ضمن مقايسه نتايج تحقيق حاضر با داده هاي آزمايشگاهي موجود براي نيم رخ تيغه جريان عبوري از سرريز و نيز توزيع سرعت و فشار، تطابقي رضايت بخش حاصل شده است.