@article { author = {Rouzbahani, F. and Hejranfar, K.}, title = {Numerical simulation of wave-floating bodies interaction using a truly incompressible SPH method with artificial compressibility approach}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {8}, number = {1}, pages = {241-252}, year = {2018}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2018.6346.2498}, abstract = {In the present study, the numerical simulation of free-surface flow and wave-floating bodies interaction is performed by a truly incompressible smoothed particle hydrodynamics based on the artificial compressibility method (ACISPH). The two-dimensional governing equations in the primitive variables formulation using Chorin's artificial compressibility method are written in the Lagrangian reference frame to provide an appropriate incompressible SPH algorithm for computing the incompressible flows. An implicit dual-time stepping scheme is used for the time integration to be capable of time accurate analysis of unsteady flows. Unlike the weakly compressible SPH (WCSPH) method, the ACISPH method does not involve any approximate enforcement of the incompressibility condition that usually implies time step restrictions and spurious oscillations in the flow field. Unlike the projection SPH algorithm, the ACISPH method does not involve an iterative solution of the pressure Poisson equation and the pressure field is efficiently computed locally through the solution of the governing equations. The accuracy of the ACISPH method is demonstrated by solving the incompressible flow in a 2-D Hydrostatics tank. Then, the wave-floating bodies interaction is simulated and the results obtained are compared with the available experimental and numerical results. The study shows that the artificial compressibility-based ISPH (ACISPH) method applied is accurate and robust for simulating the wave-floating bodies’ interaction.}, keywords = {Smoothed particle hydrodynamics (SPH),Incompressible Flow,Artificial compressibility approach,Dual-time stepping scheme,wave-floating bodies interaction}, title_fa = {شبیه سازی عددی اندرکنش موج – اجسام شناور با یک روش هیدرودینامیک ذرات هموار کاملاً تراکم‌ناپذیر بر پایه تراکم‌پذیری مصنوعی}, abstract_fa = {در مطالعه حاضر، شبیه‌سازی عددی جریان سطح آزاد و اندرکنش موج-اجسام شناور با استفاده از یک روش هیدرودینامیک ذرات هموار کاملاً تراکم‌ناپذیر بر پایه ایده تراکم‌پذیری مصنوعی انجام شده‌است. معادلات حاکم دوبعدی در فرمولاسیون متغیرهای اولیه، با استفاده از روش تراکم‌پذیری مصنوعی کورین در چهارچوب مرجع لاگرانژی بیان ‌شده تا یک الگوریتم هیدرودینامیک ذرات هموار مناسب برای حل جریان‌های تراکم‌ناپذیر ارائه شود. از یک شیوه ضمنی دوزمانه برای انتگرال‌گیری در زمان با قابلیت حل مسائل گذرا استفاده شده است. برخلاف روش کلاسیک تراکم‌پذیر جزئی ، روش فوق با مشکلات تقریب‌های شرایط تراکم‌ناپذیری که باعث ایجاد محدودیت در گام زمانی و نوسانات نادرست در میدان جریان می‌شود، مواجه نیست. برخلاف الگوریتم تصویرسازی هیدرودینامیک ذرات هموار ، روش فوق نیازی به حل با تکرار معادله پواسون فشار ندارد و میدان فشار به‌صورت محلی از حل معادلات حاکم محاسبه می‌شود. دقت روش‌ فوق با حل یک مسأله نمونه دوبعدی جریان تراکم‌ناپذیر در مخزن هیدرواستاتیک نشان داده ‌شده است. در ادامه، اثر متقابل امواج و شناورها در جریان سطح آزاد شبیه‌سازی شده و نتایج حاصل با نتایج آزمایشگاهی و عددی موجود مقایسه شده‌اند. این مطالعه نشان می‌دهد که روش هیدرودینامیک ذرات هموار بر پایه تراکم‌پذیری مصنوعی به‌کار گرفته‌‌شده برای حل مسائل جریان تراکم‌ناپذیر سطح آزاد و اندرکنش موج-اجسام شناور از دقت و انعطاف‌پذیری خوبی برخوردار است.}, keywords_fa = {روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH),جریان تراکم‌ناپذیر,روش تراکم‌پذیری مصنوعی,شیوه ضمنی دوزمانی,اندرکنش موج-اجسام شناور}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1238.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1238_755ba4e321bfb017110d11be98c4c0e4.pdf} }