عنوان پایان‌نامه
مدلسازی عددی معادله انتقال- انتشار در محیط سه بعدی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1078;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 37144
- تاریخ دفاع
- ۲۳ بهمن ۱۳۸۶
- دانشجو
- امین ایلیا
- استاد راهنما
- مسعود منتظری نمین
- چکیده
- در این رساله، یک مدل دو بعدی در افق جریان به همراه یک مدل سه بعدی انتقال رسوب توسعه داده شده است. مدل دو بعدی جریان، به وسیله حل معادلات آبهای کم‌عمق در یک شبکه مستطیلی دو‌بعدی در افق توسعه گردیده است. برای حل این معادلات از روش عددی حجم محدود و برای منقطع سازی معادله در زمان از روش شکاف زمانی استفاده شده است. پس از حل معادلات آبهای کم‌عمق، نتایج آن یعنی تراز سطح آب و مولفه‌های سرعت متوسط در عمق استخراج می‌گردند و به عنوان ورودی، در مدل سه بعدی انتقال رسوب مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مرحله لازم است که سرعتهای متوسط بدست آمده از مدل دو بعدی جریان، در ترازهای مختلف عمق توزیع گردند، که در این رساله، این عمل به وسیله روابط لگاریتمی توزیع سرعت در عمق انجام گرفته است. برای مدلسازی سه بعدی انتقال رسوب نیز از روش حل عددی حجم محدود و منقطع سازی شکاف زمانی در سیستم شبکه بندی مختصات سیگما بکار گرفته شده است. پس از محاسبه غلظتهای رسوبی در نقاط مختلف محیط، می‌توان مقدار بار رسوبی معلق را بوسیله این غلظتها محاسبه نمود. جهت محاسبه بار رسوبی بستر نیز از یکی از روابط تجربی ون راین استفاده شده است. در پایان، بوسیله فلاکس عبوری از شرط مرزی بستر، تغییرات تراز بستر محاسبه گشته است.
- Abstract
- In this theses, a horizontal two dimensional finite volume flow model and a three dimensional sediment transport model has been developed. In this quasi three dimensional model, at first depth averaged current velocities and water depth will be computed by two dimensional flow model, then these depth average velocities will be distributed in different depth level by a logarithmic current distribution formula, after that these distributed velocities and computed depths will be used for three dimensional sediment transport model. Here, current vertical velocity vectors have been omitted. A time splitting technique is applied for time discretization of models. The method of time splitting for the numerical solution of the shallow water and transport equations has the advantage of reducing the multidimensional matrix inversion problem into an equivalent one-dimensional problem, so the technique becomes very simple and very attractive to apply provided it is accurate and stable enough. The horizontal diffusion coefficients have been computed by Smagorinsky (1963) sub-grid scale eddy viscosity and a parabolic-constant distribution formula has been used for calculating vertical diffusion coefficients. The advection-diffusion concept is applied to calculate the distribution of suspended sediment concentration and the Van Rijn (1981) proposed scheme is used for estimating bed load transport bar. The purpose of study is estimating the effects of using logarithmic current distribution and current vertical velocity vector omitting at sediment transport in trenches and other harbor places. When a current crosses a trench, the sediment transport capacity will decreases. As a result the bed-load particles and a certain amount of the suspended sediment particles will be deposited in the Trench. The settling process is dominant in the downsloping (deceleration) section and the middle section of the Trench. In the upsloping (acceleration) section of the Trench the dominant process is sediment pick-up from the bed into the accelerating flow, resulting in an increase of the suspended sediment concentr
