شبيه سازي عددي و آزمايشگاهي انتشار و بالاروي موج سونامي و بررسي عملكرد موج شكن مستغرق در كاهش بالاروي

Numerical Simulation and Experimental Study on Tsunami Propagation and Run-up and the Influence of Submerged Breakwater on Run-up

سواحل جنوبي كشور ايران در معرض امواج سونامي ناشي از لغزش افتادگي مكران قرار دارند. بدين جهت شناخت رفتار امواج سونامي و بررسي عملكرد روش هاي كاهش بالاروي از طريق شبيه سازي اين امواج به روش هاي عددي و آزمايشگاهي ضروري است. در اين تحقيق با استفاده از نرم افزار ديناميك سيالات محاسباتي متن باز OpenFOAM انتشار و بالاروي موج سونامي در نزديكي ساحل توسط موج تنها به عنوان تخميني از موج سونامي در شرايط مختلف شبيه سازي گرديده و نتايج حاصل شده از شبيه سازي عددي با داده هاي آزمايشگاهي مقايسه شده اند. در ابتدا انتشار و بالاروي موج تنهاي بدون شكست و سپس موج تنهاي شكسته شده به صورت شبيه سازي عددي دوبعدي مورد بررسي قرار گرفته اند. كاهش بالاروي موج تنها در اثر وجود مانع مستغرق در مسير موج در آزمايشگاه اندازه گيري شده و سپس با شبيه سازي عددي اين پديده، ميزان اعتبار نتايج و دقت شبيه سازي عددي در شرايط آشفتگي در جريان بر اثر شكست موج و يا وجود مانع در مسير جريان مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج بدست آمده نشان مي دهند نرم افزار OpenFOAM با دقت قابل قبولي توانايي شبيه سازي عددي انتشار و بالاروي موج و همچنين تغييرات ارتفاعي سطح آزاد آب در شرايط مختلف را دارد. همچنين وجود مانع مستغرق مي تواند تا 19/7 درصد بالاروي را كاهش دهد

Tsunami threatens the lives and property of millions of people who are living in coastal areas. The southern coasts of Iran are also exposed to tsunami waves due to Makran subduction zone. Therefore, understanding the propagation and run-up of tsunami waves through numerical simulation and experimental studies is vital. In this research, applying OpenFOAM computational fluid dynamics open source Software, propagation and run-up of tsunami waves in different conditions were estimated and the results of numerical simulations were compared with experimental data. Solitary waves were considered as the model for tsunami waves. Initially, the propagation of non-breaking and then the breaking solitary wave as two-dimensional numerical simulation were investigated. The effect of submerged obstacle on the decreasing run-up was studied numerically and experimentally. Results showed that the submerged obstacle could reduce the tsunami run up to 19.7 percent. The results showed that OpenFOAM software was able to precisely model the propagation phenomena and predict the wave run-up with acceptable level of accuracy in numerous wave conditions.