دانشكده مهندسي

گروه مکانیک

 

پايان نامه براي دريافت درجه كارشناسي ارشد

 

عنوان:

شبیه­سازی جریان ماسه به روش هیدرودینامیک ذرات هموار با تراکم پذیری اندک (WCSPH)

 

استاد راهنما:

دكتر امیره نوربخش

 

استاد مشاور:

دکتر فردین روزبهانی

 

اساتید ممتحن:

دكتر فضل ا... اسکندری

دکتر محمد سعید عقیقی

 

پژوهشگر:

مجید کوهینی تفرشی

 

زمان:

چهار­شنبه 13/02/96  ساعت 12

 

مكان:

آمفي تئاتر دانشكده مهندسي

 

چکیده:

مطالعه در زمينه­ی جریان‌های­ سطح آزاد، به علت اهميت و کاربرد فراوان آن همواره مورد توجه محققين بوده است. از جمله اين جریان‌ها، جریان‌های ساحلي می‌باشد. در اين تحقيق با استفاده از يک روش کاملاً لاگرانژي-عددي مبتني بر ذرات و بدون شبکه‌بندی به نام روش هيدروديناميک ذرات هموار، شبيه­سازي رفتار ماسه در تغيير شکل بستر سواحل ماسه‌ای انجام شده است. انتخاب این موضوع برای پایان­نامه از این جهت بوده که در مطالعات معمول در مورد بسترهای ساحلی، مطالعه این بسترها بیشتر به لحاظ رفتار موج و موج­شناسی مدنظر بوده و رفتار خود ماسه در این‌گونه بسترها مغفول مانده است. از طرفی دیگر، انتخاب روش هیدرودینامیک ذرات هموار، باعث افزايش دقت و پايداري در مدل كردن تغيير شكل­هاي زياد و اعمال نكردن شرط اضافی در مرزها يعني مرز بين آب و ماسه و همچنين در سطح آزاد آب می­شود. در اين روش معادلات ناوير-استوکس که در واقع معادلات حاکم بر جریان‌های با سطح آزاد هستند، حل می‌شوند. در اين شبيه­سازي يک سري نقاط درون‌یابی با توزيع دلخواه وجود دارند که می‌توانند ذرات سيال فرض شوند. کليه متغيرها به‌وسیله اين نقاط و توسط يک تابع درون‌یابی محاسبه مي­گردند. در اينجا ما از الگوريتم هيدروديناميک ذرات هموار همراه با تراکم‌پذیری جزئي در حل مسائل سيال استفاده می‌کنیم که باعث افزايش سرعت حل خواهد شد. مبنای این الگوریتم استفاده از معادله حالت تیت بجای استفاده از معادله پواسون برای محاسبه فشار می­باشد. در این پژوهش رفتار ماسه به‌عنوان یک سیال غیر نیوتونی ارزیابی شده است. بر اساس اطلاعات موجود، شبيه­سازي تغيير شکل بستر سواحل ماسه‌ای با استفاده از الگوريتم تاکنون انجام نشده است. مقايسه نتايج بدست آمده این روش با تحقيقات عددي گذشته، بيانگر توانايي اين روش در شبيه­سازي چنين جریان‌هایي می‌باشد.

 

 

Abstract:

 

 The Study of free surface flows are always interesting for researchers, according to its importance and applications. In this work, with a fully Lagrangian–numerical method base on meshless method which called smooth particle hydrodynamics (SPH), we simulate sand behaviour on the transformation of sandy beaches. Choosing the SPH method as the subject of thesis is according to increase of accuracy and stability of the model in major transformations. In this method, there are some interpolation points which assumed as fluid particles with arbitrary distribution which all variables will calculated by using the points and an interpolation function. These particles carry mass, velocity, density, and other material properties depending on the given problem. In fact, these particles are the interpolation points that move with fluid and interpolate the place of any particle which is based on the kernel estimation.  The important advantage of SPH is that the multi-phase flows can be modeled by SPH and each particle can be assigned to a different phase.  In this work, weakly compressible SPH method is used to solve Newtonian and non-Newtonian fluid flow which causes more solving speed.

    The present method is validated by solving a dam break and sedimentation problem and also computational results evaluated with the experimental and numerical data. For the main purpose, the formation of bed ripples in sandy beaches is investigated in details and base on this investigation, intended model would be accomplished.

 

 

سوابق علمی-پژوهشی (رزومه)

 

مشخصات فردی:

نام و نام خانوادگی: مجید کوهینی تفرشی

تاریخ تولد : 1368

majidkouhini@gmail.com : پست الکترونیک

 

سوابق تحصیلی:

دانش آموخته مقطع کارشناسی مهندسی مکانیک – گرایش مکانیک سیالات – دانشگاه تفرش (دانشگاه سراسری)

دانش آموخته مقطع کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک – گرایش تبدیل انرژی – دانشگاه بوعلی سینا (دانشگاه سراسری)

 

 عنوان پایان نامه کارشناسی: روشهای استحصال انرژی دریایی

{ توضیح: این پایان نامه با رویکرد بررسی تخصصی تکنولوژی های روز دنیا در زمینه روشهای استحصال انرژی از منابع دریایی (انواع روشهای مرتبط با انرژی جزر و مدی و انرژی امواج) بوده و در انتها با استفاده از روابط ریاضی مرتبط، پتانسیل دریایی کشور را با این فناوری امکان سنجی کرده است.}

 

عنوان پایان نامه کارشناسی ارشد: شبیه­سازی جریان ماسه به روش هیدرودینامیک ذرات هموار با تراکم پذیری اندک (WCSPH)

{ توضیح: مطالعه رفتار ماسه بعنوان یک سیال غیرنیوتونی، کاربرد زیادی در شبیه سازی جریانهای ساحلی، چاههای نفتی، کویر شناسی و ...دارد. از اینرو مدلسازی غیرنیوتنی ماسه می تواند نقش بسزایی در مطالعه پدیده های مرتبط داشته باشد.}

 

سایر پروژه ها:

ü     تحلیل انتقال حرارتی هندسه های مختلف به روش المان محدود و مدلسازی نرم افزاری

ü     طراحی تهویه مطبوع یک مجتمع اداری ( پروژه درسی تهویه مطبوع)

ü     طراحی ماشین تراشکاری ( پروژه درسی طراحی اجزاء)

ü     و ...

 

مهارتهای نرم افزاری :

آشنایی با نرم افزارهای متلب، فورترن، گمبیت، فلوئنت و اتوکد در حد انجام پروژه های دانشگاهی

همچنین آشنایی کامل با نرم افزارهای آفیس ( اکسل، ورد و ...)

 

علاقمندیها :
انرژی های تجدید پذیر (علی الخصوص انرژی های آبی)، انتقال حرارت در مبدلها و انجام پروژه های صنعتی