کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4986357 1454944 2017 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A multiscale model for sediment impact erosion simulation using the finite volume particle method
ترجمه فارسی عنوان
یک مدل چند بعدی برای شبیه سازی فرسایش اثر رسوب با استفاده از روش ذرات حجم محدود
ترجمه چکیده
فرسایش سطح توسط جریان رسوب باران یک پدیده پیچیده ذاتی است که شامل تعاملات فیزیکی است که در بسیاری از مقادیر مختلف در طول و مقیاس زمانی پوشش داده می شود. مطابق با ماهیت مشکل، ما یک مدل چند بعدی جدید برای شبیه سازی این فرایند پیچیده پیشنهاد می کنیم. از یک طرف، یک مدل ماکرو مقیاس که شامل کل حوزه ی مورد توجه است، مسئله حمل و نقل آشامیدنی را حل می کند. از سوی دیگر، یک مدل میکروسکوپ شبیه سازی اثرات رسوب در برابر سطح. یک استراتژی چند بعدی چند جانبه برای پیوند زیر مدل ها استفاده می شود، به طوری که مدل میکروسکوپ بسته به مدل ماکروسکال از لحاظ نرخ فرسایش حالت پایدار محاسبه شده و ضرایب بازگرداندن، به این ترتیب، تولید مجدد مسئله اصلی مرتبط را انجام می دهد. روش پیشنهادی در مقابل داده های تجربی برای فرسایش جت دیزلی یک صفحه مس در سه زاویه ضربه محاسبه شده است. هر دو نرخ فرسایش جهانی و مشخصات عمق فرسایش با میانگین خطاهای نسبی 18٪ نسبت به مقادیر تجربی مربوطه پیش بینی می شوند و به بهبود قابل توجهی نسبت به رویکرد مبتنی بر همبستگی می رسند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی شیمی کلوئیدی و سطحی
چکیده انگلیسی
The erosion of a surface by a sediment-laden flow is an inherently multiscale phenomenon which includes physical interactions covering many orders of magnitude in both length and time scales. Conforming to the nature of the problem, we propose a novel multiscale model for simulating this complex process. On the one hand, a macroscale model encompassing the whole domain of interest solves the turbulent sediment transport problem. On the other hand, a microscale model simulates the sediment impacts against the surface. A sequential multiscale strategy is used to link the submodels, such that the microscale model provides closure to the macroscale model in terms of the calculated steady state erosion rate and restitution coefficients, therefore reproducing the original coupled problem. The proposed methodology is validated against experimental data for the slurry jet erosion of a copper plate at three impingement angles. Both the global erosion rate and the erosion depth profile are predicted with mean relative errors of 18% compared to the corresponding experimental values, achieving a significant improvement over correlation-based approaches.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Wear - Volumes 392–393, 15 December 2017, Pages 202-212
نویسندگان
, , , , ,