کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6929798 867531 2016 34 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Modelling of fluid-structure interaction with multiphase viscous flows using an immersed-body method
ترجمه فارسی عنوان
مدل سازی سازگاری ساختار مایع با جریانهای چسبناک چند مرحله ای با استفاده از روش غوطه وری بدن
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
در این روش یک روش غوطه ور بدن برای مدل سازی متقابل ساختار مایع برای جریان های چسبناک چند مرحله ای طراحی شده است. این کار را با اتصال یک مدل مایع چند فاز عنصر محدود و یک مدل ترکیبی عددی محدود گسسته انجام می دهد. یک ترتیب اتصال که حاوی تنش های مایع است در داخل یک پوسته نازک اطراف سطح جامد معرفی می شود. مش پوسته پوسته به عنوان یک تابع دلالت عددی عمل می کند تا به شرایط مرزی جامد و مایع کمک کند. هنگامی که با روش دستیابی به پیشرفته استفاده می شود، روش غوطه ور بدن توانایی حل مشکلات با رابط های مایع جامد را در حضور چند فاز رابط های مایع مایع دارد. مهم است که شرایط اتصال جامد و مایع به صورت ضمنی به کار برده شود تا گام های بزرگتری را برای استفاده فراهم کند. این روش اتصال دو طرفه با سه مورد آزمایش عددی مورد تایید قرار گرفته است: یک سیلندر سقوط آزاد در یک مایع در حالت استراحت، غشای کششی و یک ستون در حال فروپاشی از آب در حال حرکت مربع جامد در ابتدا. یک مثال شبیه سازی چهارم یک رابطۀ آب و هوا با یک میدان جامد شناور است که به وسیله جریانهای هیدرودینامیکی پیچیده از جمله موج شکستن حرکت می کند. نتایج نشان می دهد که روش غوطه ور بدن یک رویکرد موثر برای اتصال دو طرفه سیال جامد در جریان های چسبناک چند مرحله ای است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
پیش نمایش مقاله
مدل سازی سازگاری ساختار مایع با جریانهای چسبناک چند مرحله ای با استفاده از روش غوطه وری بدن
چکیده انگلیسی
An immersed-body method is developed here to model fluid-structure interaction for multiphase viscous flows. It does this by coupling a finite element multiphase fluid model and a combined finite-discrete element solid model. A coupling term containing the fluid stresses is introduced within a thin shell mesh surrounding the solid surface. The thin shell mesh acts as a numerical delta function in order to help apply the solid-fluid boundary conditions. When used with an advanced interface capturing method, the immersed-body method has the capability to solve problems with fluid-solid interfaces in the presence of multiphase fluid-fluid interfaces. Importantly, the solid-fluid coupling terms are treated implicitly to enable larger time steps to be used. This two-way coupling method has been validated by three numerical test cases: a free falling cylinder in a fluid at rest, elastic membrane and a collapsing column of water moving an initially stationary solid square. A fourth simulation example is of a water-air interface with a floating solid square being moved around by complex hydrodynamic flows including wave breaking. The results show that the immersed-body method is an effective approach for two-way solid-fluid coupling in multiphase viscous flows.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 321, 15 September 2016, Pages 571-592
نویسندگان
, , , , , ,