مدلسازي عددي نوسانات سطح آب و تغييرات فشار منفذي در بدنه موج شكن هاي توده سنگي سنتي

Numerical Modeling of Water Surface and Pore Pressure Fluctuations in Conventional Rubble Mound Breakwater

زماني كه پاسخ سازه توده سنگي در برابر برخورد موج مورد مطالعه قرار مي گيرد، دارا بودن اطلاعات در زمينه نوسانات سطح آب جلوي سازه، تغييرات فشار منفذي داخل سازه متخلخل و درنتيجه چگونگي ميرا شدن موج داخل سازه مهم خواهند بود. فشار آب منفذي بعنوان يك پارامتر مفيد بر روي بسياري از پارامترهاي پاسخي سازه متخلخل از جمله بالاروي موج، سرريزي موج، انعكاس موج، انتقال موج از درون سازه و همچنين پايداري هيدروليكي و ژيوتكنيكي سازه اثر مي‌گذارد. بدين منظور در تحقيق حاضر يك مدل عددي جهت بررسي نوسانات سطح آب جلوي سازه و تغييرات فشار در داخل موج شكن هاي توده سنگي سنتي توسط نرم افزار FLOW-3D توسعه داده شد. به منظور مدلسازي آشفتگي، مدل دو معادله اي و جهت شبيه سازي سطح آزاد روش VOF به كار گرفته شدند. مقايسه نتايج مدل عددي و مدل آزمايشگاهي حاكي از عملكرد مناسب مدل عددي توسعه داده شده هم براي نوسانات سطح آب جلوي سازه و هم براي تغييرات فشار در موج شكن هاي توده سنگي سنتي است.

When studying the structural response of rubble mound breakwaters to wave loading, the knowledge of water surface fluctuations, pore pressure variations and related wave attenuation inside the porous structure is important since the pore pressures affect most responses, such as wave run-up, wave overtopping, reflections, transmission and the hydraulic and geotechnical stability of the breakwater. For this purpose a numerical model was developed to investigate the water surface and pressure fluctuations outside and inside the statically conventional rubble mound breakwater by using FLOW-3D software. The water - structure interaction is obtained by model to simulate the corresponding turbulence field and volume of fluid (VOF) theory to simulate the free surface. The comparison between numerical and experimental results shows a good agreement in terms of both water surface and pore pressure Fluctuations in conventional rubble mound breakwaters.