Нумеричко моделирање отворених токова засновано на праћењу флуидних делића

Abstract

У докторској дисертацији се анализира практична страна примене у хи-дротехници, једне од најпознатијих представника нумеричких метода којене захтевају рачунску мрежу, која се на енглеском језику назива SmoothedParticle Hydrodynamics (скраћено SPH). Применљивост методе испитанаје коришћењем две варијанте методе, једне која служи за нумеричко мо-делирање просторног струјања и друге која служи за моделирање стру-јања у хоризонталној равни. С обзиром на то да су разматране варијантеметоде нумерички неконзистентне и да досадашњим теоријским анали-зама није потврђена стабилност методе, постојао је интерес да се у радуна примерима из хидротехничке праксе оцени тачност методе. Такође,с обзиром да је метода изворно намењена моделирању изразито неуста-љених појава, а да има одређене предности које би се и у другим слу-чајевима могле искористити, анализирана је применљивост методе и умоделирању устаљених појава. У анализи су коришћена два стандарднаSPH модела која су у току израде дисертације допуњена (измењена) какоби се решавали изабрани проблеми из области хидраулике отворених то-кова. Тачност SPH методе је оцењивана у решавању проблема рушењабране, бурног течења у закривљеним цевима и струјања на моделу речнекривине. Допуне коришћених модела су се односиле на проблеме дефи-нисања граничних услова, моделирања дисипације механичке енергије иодређивања притиска приликом интеракције флуида и чврстих тела...

The application of the Smoothed Particle Hydrodynamics method (SPH) in freesurface flow modelling is analysed in this dissertation. For this purpose, twodifferent versions of the SPH model are used. The first model deals with the3D flow, while the second one is used for solving shallow water equations.Since the previous theoretical analyses have not confirmed stability of the SPHmethod, there was an interest to assess the accuracy of the SPH method in differentengineering problems. In addition to the analysis of unsteady phenomena,special attention is given to the assessment of the method’s ability to simulatesteady flow. The accuracy of the SPH method is evaluated in solving dambreakproblems, the supercritical flow in a circular bend and the 2D-flow innatural watercourses. Two standard SPH models are used in this dissertation,both of which were modified (improved) in order to simulate the studied phenomena.Modifications of the models are made to obtain proper modelling of boundaryconditions, energy dissipation process and fluid-structures interaction...