Reologi banjir lumpur merupakan fenomena yang sangat rumit. Kajian yang
berkaitan dengan aliran lumpur mengklasifikasikan lumpur sebagai cecair bukan
newtonian. Satu kajian asas aliran cecair kompleks dan sifat-sifat reologi cecair telah
dijalankan. Sehingga kini, beberapa model berangka mewakili sifat-sifat reologi banjir
lumpur telah diperkenalkan untuk menerangkan tingkah laku yang kompleks banjir
lumpur dengan pelbagai kejayaan. Kepentingan dalam simulasi berangka aliran
permukaan bebas semakin meningkat disebabkan oleh perkembangan pesat teknologi
komputer. Satu kaedah berangka untuk simulasi aliran lumpur berdasarkan teknik
‘Marker and Cell (MAC)’ telah diperkenalkan dalam kajian ini. Model ini
menggabungkan model reologi bilinear untuk bendalir viscoplastic yang merupakan
pengubahsuaian model. Masalah empangan-pecah merupakan satu kaedah yang diguna
secara meluas di dalam bidang simulasi berangka, sebagai penanda aras untuk
mengesahkan model berangka yang melibatkan aliran permukaan bebas. Ketepatan
model berangka telah dinilai membandingkan keputusan simulasi dengan penyelesaian
analisis masalah empagan-pecah dan data eksperimen yang didapati. Perbandingan
antara ramalan model dan eksperimen makmal menunjukkan ketetapan yang baik.
Akhir sekali, model ini digunakan untuk mensimulasikan masalah empangan-break
banjir lumpur dan ciri-ciri alirannya telah dikajikan.
_______________________________________________________________________________________________________
Mudflow rheology is a very complicated phenomenon. Studies related to the
flow of muds tend to classify muds as non-Newtonian fluid. A fundamental study on
mudflow and its rheological properties was carried out. Until now, several numerical
models representing the rheological properties of mudflow have been developed to
describe the complex behavior of mudflow with varying degrees of success. The
interest in the numerical simulation of free-surface flows is increasing due to rapid
development of computer technology. A numerical method for simulating mudflows
based on the Marker and Cell (MAC) approach was developed in this study. The model
incorporates the bilinear rheological model for viscoplastic fluid which is a
modification of Bingham model. The dam-break problem was analyzed because it has
been widely studied experimentally and numerically, representing a benchmark
problem for verifying numerical models involving free-surface flows. The accuracy of
the numerical model was assessed by comparing the simulation results with analytical
solution of dam-break problem and available experimental data. Comparison between
the model predictions and laboratory experiments shows reasonable agreement. Finally,
the model was used to simulate dam-break of mudflow and the flow characteristics
were observed.
Simulation of mudflow with a Computational Fluid Dynamics (CFD) Model Based On Marker and cell (MAC) method / Chan Yeh Gal