Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Reza Pishevar,Bijan Boroomand
احمدرضا پیشه وراصفهانی (استاد راهنما) بیژن برومندقهنویه (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohsen Lahooti
محسن لاهوتی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1387

TITLE

Development of a numerical Scheme for simulating Multimaterial compressible flows
A novel method is developed for simulation of multi material compressible flows with arbitrary equation of state. The presented method is based on the idea of ghost fluid method in which a new EOS (equation of state) independent formulation is developed for populating ghost points. Assuming a three wave structure at the interface, by imposing the Rankin-Hugoniot jump condition across the fastest and the slowest wave, the intermediate Riemann states is estimated analytically at the interface. These Riemann states are used to populate ghost points. Employing 4 th order CWENO method as a base solver together with the presented ghost fluid method, the whole algorithm is independent of equation of state. Our new formulation is as capable as Riemann based GFM method in dealing with strong wave-interface interaction while enjoying the black box property for the equation of state. The capability of the proposed method is shown and tested via numerous one and two dimensional test cases including fluid-fluid and fluid-solid interface interaction with strong shock waves. In addition and based on the proposed method a completely Eulerian algorithm is developed for fluid- elastic-plastic solid interaction with large deformations. The governing equations for fluid and solid are considered to be fully nonlinear without any simplifying assumptions. Solid is assumed to behave as an Elasto-plastic material with Mie-Gruneisen equation of state. The algorithm solves fluid and solid equations simultaneously with the boundary conditions are imposed at the interface via proposed GFM method. Key words : Multimaterial flow, Ghost Fluid, Shock, interface, interaction, Equation of state, CWENO
در رساله حاضر روش عددی نوینی برای حل جریان های تراکم پذیر چند ماده ای ارائه شده است. روش ارایه شده بر مبنای ایده روش سیال مجازی و کاملا مستقل از معادله حالت و ساختار مشخصه‌ای معادله حاکم است و بنابراین مشکلات مربوط به روش‌های متداول برپایه روش سیال مجازی را مرتفع می ‌ سازد. برای حلگر پایه جریان از روش سی ونوی مرتبه چهار استفاده شده است. این حلگر یک حلگر مرکزی و براساس شبکه جابجا شده است که این خصوصیات آن موجب استقلال روش سی و نوی مرتبه چهار از معادله حالت می‌شود. و دقت مرتبه چهار آن امکان مدلسازی جریان‌های با اندرکنش بسیار قوی و بسیار ضعیف امواج را فراهم می‌کند. برای پی جویی مرز مشترک از روش سطح بنا استفاده شده است که برای توسعه زمانی محل سطح بنا، روش ونوی مرتبه پنج بکار گرفته شده است. در مقدار‌دهی نقاط مجازی فرمولبندی جدیدی برای اولین بار در این رساله ارائه شده است که کاملا مستقل از معادله حالت می‌باشد. در این روش با فرض ساختار سه موجی بر روی سطح مشترک و اعمال شرایط رانکین- هوگونیو حالت‌های میانی حل مساله ریمان برای متغیرهای بقایی تخمین زده می‌شود و برای مقدار‌دهی نقاط مجازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای تخمین سرعت موج در ساختار سه موجی مفروض نیز دو مدل ارائه شده است که باز هم مستقل از معادله حالت هستند و بنابراین در کل فرآیند استقلال از معادله حالت حفظ می‌شود. همچنین در رساله حاضر و بر مبنای روش ارایه شده، روش عددی برای حل مسایل اندرکنش جریان تراکم‌پذیر سیال-جامد الاستیک-پلاستیک ارایه شده است. روش مذکور قابلیت بررسی اندرکنش سیال-جامد در بارگذاری‌های بسیار قوی و باتغییر شکل بسیار زیاد را داراست. به‌اضافه اینکه در حل معادلات حاکم هیچ‌گونه ساده‌سازی انجام نشده و معادلات مربوط به سیال و جامد به صورت کاملا غیرخطی درنظرگرفته شده است. الگوریتم حل نیز به صورت متصل از معادلات حاکم در هر گام زمانی انتگرال می گیرد. در پژوهش حاضر عملکرد روش ارائه شده برای مسائل مختلف و معادله‌های حالت گوناگون به طور گسترده طی مسائل یک بعدی، دو بعدی و دو بعدی متقارن محوری بررسی شده است. مسایل بررسی شده شامل اندرکنش امواج باسطح مشترک گاز-گاز، مایع-گاز، گاز-جامد و مایع-جامد است. نتایج به‌دست آمده تطابق بسیار خوبی با حل‌های دقیق و عددی و آزمایشگاهی موجود دارد و حاکی از عملکرد مناسب و خوب روش می‌باشد. کلمات کلیدی : جریان‌های چند ماده‌ای، روش سیال مجازی، سطح مشترک، معادله حالت، موج ضربه‌ای، اندرکنش سیال-جامد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی