مدل‌ سازي عددي اندركنش موج و موج ‌شكن متخلخل مستغرق با روش احجام محدود

به منظور شبيه سازي مسائل مربوط به اندر كنش موج و سازه هاي متخلخل، يك مدل عددي غيرهيدرواستاتيك در فضاي دوبعدي قائم (2DV) توسعه داده شده است. معادلات حاكم بر مدل، معادلات ناوير-استوكس اصلاح‌شده براي محيط متخلخل مي‌باشند كه در آن مقاومت محيط متخلخل با در نظر گرفتن نيروهاي دراگ و اينرسي در معادلات ناوير-استوكس متداول لحاظ شده است. گسسته‌سازي روابط حاكم بر مدل، با روش احجام محدود (FVM) در سيستم اختياري لاگرانژي-اويلري (ALE) صورت گرفته است. آلگوريتم حل عمومي بر اساس روش تفكيك زماني (پروجكشن) مي‌باشد. معادلات حاكم بر مدل در دو گام اصلي حل شده‌اند. ابتدا جمله‌ي فشار از معادلات مقدار حركت حذف شده و معادلات انتقال، پخشيدگي و نيروي دراگ به منظور محاسبه‌ي سرعت‌هاي مياني حل مي‌شوند. در گام دوم، با اعمال معادله‌ي پيوستگي در معادلات مقدار حركت با در نظر گرفتن جمله‌ي فشار، معادله‌ي پواسون فشار به دست مي‌آيد. گام دوم با اصلاح مقادير سرعت و محاسبه‌ي تراز سطح آزاد آب تكميل مي‌گردد. به‌منظور ارزيابي عملكرد مدل در غياب محيط متخلخل، نتايج مدل با نتايج تحليلي موجود براي انتشار موج يكتا در آب با عمق ثابت مقايسه و سپس مدل عددي حاضر براي شبيه‌سازي اندركنش موج و موج‌شكن متخلخل مستغرق به كار گرفته شده است. مقايسه‌ نتايج عددي با نتايج آزمايشگاهي براي تاريخچه‌ي زماني تراز سطح آزاد آب، توزيع مكاني سطح آب، ميدان‌هاي سرعت و پروفيل‌هاي قائم سرعت، نشان‌دهنده‌ توانايي مدل عددي حاضر در شبيه‌سازي اندركنش موج و سازه‌ متخلخل مي‌باشد.