تحليل ديناميكي اندركنش سد و مخزن با در نظر گرفتن اثرات امواج سطحي، جذب كف مخزن و مولفه قائم شتاب زمين

Dynamic Analysis of Dam-Reservoir Interaction Considering the Effects of Free Surface Waves and Reservoir Bottom Absorption and Vertical Component of Earthquake

در اين نوشتار تحليل ديناميكي اندركنش سد و مخزن در دامنه زمان با استفاده از روش تفاضل محدود ارائه مي شود. براي گسسته سازي معادله حاكم بر سد از روش نيمه ضمني و معادله حاكم بر مخزن از روش صريح استفاده مي شود. سيال با تراكم پذيري خطي در نظر گرفته شده و از لزجت سيال صرف نظر مي شود. براي مرز دوردست مخزن شرايط مرزي سامرفيلد به كاربرده مي شود. براي اولين بار درادبيات فني تاثيرات توأم جذب كف مخزن، امواج سطحي و مولفه قائم شتاب زمين در محاسبات در نظر گرفته شده است. به منظور صحت سنجي روش ارائه شده يك مثال به صورت مبنا در نظر گرفته شده و نتايج به دست آمده از روش تفاضل محدود با روش نيمه تحليلي مقايسه مي شود. نتايج از دقت مناسب روش ارائه شده با روش نيمه تحليلي حكايت مي كند. در انتها، تاثيرات جذب كف مخزن و امواج سطحي و مولفه قائم شتاب زمين در مثالي مورد بررسي قرار گرفته و نتايج ارائه مي شود.

In this paper, time domain dynamic analysis of dam-reservoir interaction is presented using finite difference method. A semi-implicit scheme is used for the discretization of the governing equation of dam, and an explicit scheme is used for the discretization of the governing equation of fluid. Water is considered compressible but its internal viscosity is neglected. A Sommerfeld’s radiation condition at the infinity boundary of the fluid domain is implemented. To verify the proposed method, numerical examples are given to be compared with the existing solutions. The result shows a good agreement with semi-analytical solution. Finally, the effects of reservoir bottom absorption, the free surface waves of the reservoir and the vertical component of earthquake are analyzed and the results are presented.