عنوان مقاله :
شبيه‌سازي عددي سه‌بعدي بالاروي موج تنها در سواحل با هندسه‌ي متفاوت با استفاده از نرم‌افزار متن‌باز OpenFOAM
عنوان به زبان ديگر :
Three Dimentional Numerical Simulation of Solitary Wave Runup On Coastlines With Different Shapes Applying OpenFOAM Software
پديد آورندگان :
هنرمند، مسيح دانشگاه اصفهان - دانشكده مهندسي عمران و حمل و نقل , شانه ساززاده، احمد دانشگاه اصفهان - دانشكده مهندسي عمران و حمل و نقل , زندي، مهدي دانشگاه اصفهان - دانشكده مهندسي عمران و حمل و نقل
كليدواژه :
سونامي , موج تنها , شكل ساحل , نرم‌افزار OpenFOAM , بالاروي موج , شبيه‌سازي سه‌بعدي
چكيده فارسي :
سونامي جان و مال ميليون‌ها نفر انسان كه در مجاورت اقيانوس‌ها زندگي مي‌كنند را تهديد مي‌كند. از اين رو تخمين ميزان بالاآمدگي امواج سونامي از طريق شبيه‌سازي اين امواج به روش‌هاي عددي و آزمايشگاهي ضروري مي‌باشد. با توجه به اينكه اغلب تحقيقات انجام شده و فرمول‌هاي ارائه شده براي بالاروي موج سونامي دوبعدي هستند، تعيين ميزان بالاروي در حالت سه‌بعدي و تعيين تأثير شكل ساحل در ميزان بالاروي ضروري است. در اين تحقيق با استفاده از نرم‌افزار ديناميك سيالات محاسباتي OpenFOAM انتشار و بالاروي موج سونامي در نزديكي ساحل با استفاده از موج تنها به عنوان تخميني از موج سونامي شبيه‌سازي گرديده است. در ابتدا انتشار موج تنها در اطراف يك جزيره به شكل مخروط ناقص شبيه‌سازي گرديده و نتايج حاصل شده از شبيه‌سازي عددي با نتايج آزمايشگاهي موجود مقايسه گرديده است. پس از اطمينان از اعتبار نتايج شبيه‌سازي، به بررسي نقش هندسه‌ي ساحل در ميزان بالاروي موج پرداخته شده است. بدين منظور با در نظر گرفتن چند شكل متعارف خليج يا خور و همچنين مد نظر قرار دادن چندين حالت براي نسبت عرض دهانه‌ي ورودي به طول خليج و شيب ساحل و ضريب زبري‌هاي مختلف، بالاروي موج تنها در دو حالت موج تنهاي بدون شكست و موج تنهاي شكسته شده مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهند هرچه نسبت عرض دهانه‌ي ورودي ساحل به طول ساحل كمتر باشد، ميزان بالاروي بيشتر است. همچنين سواحل V شكل بيشترين ميزان بالاروي موج نسبت به اشكال ديگر براي ساحل را دارند و موج شكسته نسبت به حالت موج تنهاي بدون شكست، بالاروي بيشتري دارد. بالاروي نسبي موج تنها در سواحل چابهار در شبيه‌سازي سه‌بعدي 17 درصد كمتر از شبيه‌سازي دوبعدي شرايط مشابه مي‌باشد. مقايسه‌ي نتايج بدست آمده از شبيه‌سازي سه‌بعدي با روابط موجود مبتني بر شبيه‌سازي‌هاي دوبعدي نشان مي‌دهد، نتايج روابط مذكور براي سواحل غير تخت معتبر نمي‌باشد.
چكيده لاتين :
Tsunami threats life and property of millions of people who live at coastlines. It is essential to predict the tsunami run-up through experimental and numerical simulations. Most of the research in this regard are two-dimentional, however, the validation of this assumption has not confirmed yet. In this article, OpenFOAM open source software is applied in order to three dimentionally simulate the solitary waves as the representative of tsunami. First, the propagation and run up of solitary wave around the conical cone are simulated. The results are compared with experimental deta and there is a good agreement between the results of numerical analysis and experimental outcomes and hence the validation of the software outputs are confirmed. Then, the role of coastal shape on wave run up over the beach is investigated. In this regard, number of coastal forms are considered as well as different ratio of bay entrance width to length and friction coefficient. Hereby, both breaking and non-breaking solitary wave are considered. The results show that the run-up is maximum for V shap bays. The maximum run up is increased when the ratio of the width to length is decreased. The results of maximum solitary wave run up over the beach are also compared with the introduced 2D based formula for the maximum run up of non-breaking solitary waves. The formula underestimates the run-up when the shape of the coastline deviated from the straight line.
