عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی ریاضی مرزهای تر و خشک شونده به کمک یک مدل دو بعدی قائم
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران-سازه های دریایی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44366;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1379
- تاریخ دفاع
- ۲۴ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- بابک تهرانی راد
- استاد راهنما
- سیدپیمان بدیعی
- چکیده
- چکیده در این تحقیق سعی شده است تا با اضافه کردن قابلیت شبیهسازی مرزهای تر و خشک شونده به یک مدل ریاضی دو بعدی قائم موجود، بتوان موقعیت خط ساحل را تحت تأثیر انواع امواج در هر زمان پیشبینی کرد. بدین منظور مدل ریاضی دو بعدی قائم که توسط احمدی (1386) توسعه یافته است به عنوان مدل مبنا مورد استفاده قرار گرفته و قابلیت شببه سازی اثرات مرزهای تر و خشک شونده به آن افزوده شده است. با توجه به این امر که انرژی موج باید در نزدیکی ساحل و در ناحیه آبشویی سواحل مستهلک شود، مدل خط ساحل متحرک باید توانایی استهلاک انرژی موج را دارا باشد تا مدل به صورت منطقی و بهینه فعالیت کند. تلاش شده است تا به کمک روابط ساده ریاضی توانایی مدل خط ساحل متحرک انتخاب شده برای این پروژه بیان شده ، و توانایی آن در استهلاک انرژی موج در روش عددی احجام محدود اثبات شود. چگونگی اعمال مدل خط ساحل متحرک در مدل دو بعدی قائم موجود موضوع دیگری است که در این پروژه شرح داده شده است.در این پروژه تلاش شده است که تمامی موانع و مشکلات این کار در کنار تغییرات و اصلاحات لازم برای کارایی بهینه این مدل در داخل مدل دو بعدی قائم موجود بیان شود. در واقع در این فصل ابتدا به معرفی اجمالی مدل دو بعدی قائم موجود پرداخته شده است. در انتها روش اعمال خط ساحل متحرک در مدل موجود ارائه شده است. همچنین در این پروژه مدل توسعه یافته که قابلیت پیش بینی خط ساحل را بر اساس موج ورودی در هر زمان دارد برای شرایط مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. ابتدا مدل مورد نظر برای شرایط موج بلند که در آن شکست رخ نمیدهد مورد بررسی قرار میگیرد و سپس تلاش شده است که قابلیت مدل در محاسبه بالاروی موج های تنها در حالت عدم وجود شکست مورد بررسی قرار بگیرد. در نهایت جمعبندی کلی از فعالیتهای صورت گرفته در این پروژه ارائه شده است و در انتها نتیجهگیریها و پیشنهادات حاصل از تجربه انجام این تحقیق در زمینه مدل¬سازی خط ساحل متحرک ارائه شده است.
- Abstract
- In this research, a moving boundary is applied to a vertical two dimensional (2DV) numerical model that solves the fully dynamic set of Navier Stokes Equations. This model is used to study wave runup and rundown over inclined shore boundaries. Highly nonlinear equations are solved using a finite volume scheme which uses a Sigma coordinate like gridding system. The moving boundary technique implemented in the model is based on Lynett et al (2002) which extrapolates wave parameters through the wet–dry boundary into the dry region. This technique does not require any sort of special treatment of the derivatives at the boundaries and it is numerically efficient. The method does not require extra dissipation as proposed by other models such as "slot method". Due to the solution of the full 2DV Navier Stokes equations the model is able to predict the depth variation of wave related parameters such as velocity and pressure. This could be of great significance in the presence of cross shore currents which are not necessarily uniform over the depth. As an example, the computed results of a test case involving nonlinear run-up of periodic waves on a sloping beach are compared and validated against measured laboratory data on surface elevation provided by Carrier and Greenspan (1958). Although the research is still ongoing and more modifications to the numerical model are required, the results that have been obtained so far are quite promising. As an example the surface elevation and depth resolving velocity vectors are presented in the following figure during a runup cycle. Keywords: Moving boundaries cross shore currents, Finite Volume, Runup and Rundown, Navier Stokes
