روش سطوح هم‌تراز مرتبة دوم در شبیه‌سازی عددی پسروی گرین

نویسندگان

شهید بهشتی - مهندسی انرژی و فناوری نوین

چکیده

در این تحقیق، پسروی گرین­های دوبعدی­ موتورهای سوخت جامد با روش سطوح هم­تراز مرتبة دوم شبیه­سازی شده و این روش از نظر نحوة پیاده‌سازی، میزان دقت و زمان اجرا با روش سطوح هم­تراز مرتبة اول مقایسه شده است. بدین منظور، با درنظرگرفتن الزامات کلی روش سطوح هم­تراز و با هدف تحلیل پسروی، الگوریتمی متشکل از پنج گام شبکه­بندی، محاسبة تابع حداقل فاصله، تعیین وضعیت نسبی، محاسبه مشخصه­های بالستیکی و استخراجنتایج طراحی می­شود. سپس در مرحلة به‌روزرسانی تابع فاصله که در گام چهارم رخ می‌دهد، در یک مرحله از معادلات مرتبة اول و در مرحلة بعد از معادلات مرتبة دوم استفاده می‌شود.برای اعتبارسنجی، ابتدا پسروی سه گرین سادة استوانه‌ای، چهارضلعی و شش­ضلعی در نظر گرفته شده و نتایج به ازای دو شبکة ریز و درشت با نتایج تحلیلی مقایسه می­‌شود؛ سپس با درنظرگرفتن چند گرین کاربردی پیچیده، تأثیر متقابل هندسة گرین، نوع سوزش، روش تحلیل و دقت نتایج سنجیده می­شود. نتایج به‌دست آمده نشان می­دهد روش سطوح هم­تراز مرتبة دوم در تحلیل گرین­های پیچیده، دقت بالاتری نسبت به روش مرتبة اول دارد، اما در گرین­های ساده با وجود زمان اجرای بالاتر، تفاوت چشمگیری در نتایج دیده نمی‌شود. بنابراین، با مصالحه‌ای بین زمان اجرا و دقت حل، پیشنهاد می‌شود که تحلیل پسروی گرین­های ساده با روش مرتبة اول و گرین‌های پیچیده با روش مرتبة دوم صورت پذیرد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Second Order Level Set Method in Numerical Simulation of the Grain Burn-Back

نویسندگان [English]

  • M.M. Gheisari
  • S. M. Mirsajedi
چکیده [English]

In this research, second order level set method for simulation of grain burn-back analysis is presented and compared with the first order level set according to discretisation technique, accuracy , and CPU time. In this manner and at the first step, we describe total necessities of level set method that are grid generation, minimum distance function calculation, relative condition estimation, ballistic characteristics calculation, and obtaining results. Then, at the second step, we  improve forth necessity of level set method by second order model. For validation of presented model, we consider many type of simple and complex grains and evaluate grain burn-back analysis. The obtained results indicate that second order model is more accurate than the first order model for simulation of complex grains. But, at the simple grains with more CPU time related to second order model, accuracy of two models are similar. A compromise between accuracy and CPU time suggest that one can use second order model for simulation of complex grains and first order model for simulation of simple grains.

کلیدواژه‌ها [English]

  • numerical simulation
  • Grain burn
  • back
  • Level set
  • Firstorder metod
  • Second order metod