شبیه سازی جریان ناشی از شکست سد بر مبنای حل عددی معادلات آب‌های کم عمق در مختصات منحنی‌الخط

Abstract

شبیه سازی شکست سد و جریان‌های سیلابی ناشی از آن همواره یکی از مسائل مهم و مورد علاقه محققین است. این موضوع تحقیقات بسیار زیاد آزمایشگاهی، تحلیلی و عددی را به خود اختصاص داده است. عمده مطالعات عددی که بر مبنای حل معادلات آب‌های کم‌عمق استوار است به دنبال ارایه روش‌های بهتر برای افزایش دقت و همگرایی مسئله می باشند. در این تحقیق نیز به منظور شبیه‌سازی پدیده شکست سد مدل کامپیوتری بر مبنای حل معادلات آب-های کم‌عمق در مختصات منحنی‌الخط توسعه داده شد. به منظور افزایش تعداد نقاط درگیر در محاسبات برای هموار نمودن گرادیان های تیز هندسی و هیدرولیکی و کاهش احتمال رخ دادن نوسان و عدم همگرایی، در مدل مذکور هم زمان از الگوریتم‌های پرش قورباغه و لکس بر روی شبکه جابجا شده استفاده شد. با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری، تحلیلی و نتایج عددی سایر محققین، توانایی مدل در شبیه‌سازی پرش هیدرولیکی، شکست ایده‌آل بر روی بستر تر، شکست جزئی سد و نهایتاً شکست سد در یک مسیر همگرا- واگرا بررسی شده است. در تمام موارد مدل با ارائه نتایج قابل قبول، مشخصات جریان را شبیه‌سازی نمود.

Keywords

• شکست سد
• روش عددی پرش قورباغه و لکس
• مختصات منحنی الخط
• معادلات آب‌های کم عمق