A (non-)hydrostatic free-surface numerical model for two-layer flows

مدل عددی سطحی آزاد نیمه ضمنی (غیر) هیدرواستاتیک برای جریانهای دو لایه از معادلات ناویه-استوکس با استفاده از شرایط مرزی سینماتیک در رابطهای حرکتی و با تجزیه فشار به بخش هیدرواستاتیک و هیدرودینامیک مشتق می شود. وقتی که دومی نادیده گرفته شود، الگوریتم به راحتی برای یک جریان هیدرواستاتیک تبدیل می شود. علاوه بر این، زمانی که فاصله عمودی شبکه بزرگتر از عمق لایه است، الگوریتم به طور طبیعی به معادلات آب کم عمق تبدیل می شود. در این مقاله، مدل عددی ارائه شده برای ریخته گری گریز از مرکز افقی، یک فرایند متالورژیکی، که در آن یک فلز مایع به یک قالب استوانه ای چرخان افقی ریخته می شود، طراحی شده است. نیروی گریز از مرکز، مایع فلزی را به طرف دیواره قالب فشار می دهد و در نتیجه یک آستین با ضخامت یکنواخت تشکیل می شود. قالب به تدریج گرمای معقول و پنهان از آستین را که در نهایت جامد می شود، استخراج می کند. اغلب یک لایه دوم از یک ماده دیگر در طی خنثی سازی اولین لایه معرفی می شود. بدین ترتیب، مدل پیشنهادی آزاد، با معادله نفوذ گرمادهی-تبخیر با یک واژه گرمای نامرئی خنثی، نشان دهنده یاب شدن است. نتایج عددی نشان می دهد که توافق خوب با اندازه گیری دما انجام شده در گیاه است. اعتباربخشی مدل پیشنهادی نیز به کمک استفاده از سایر تکنیک های عددی مانند حل کننده تقریب ریمان برای معادلات آب های کم عمق دو لایه و حجم روش مایع ارائه شده است.