مدل سازی عددی دو بعدی جریان ناشی از شکست سد در حضور موانع

در این پژوهش، مدلی عددی به منظور شبیه سازی جریان ناشی از شکست سد در حضور موانع ارائه شد. مدل پیشنهادی، معادلات آب های کم عمق متوسط­گیری شده در عمق را به روش حجم محدود به شکل ضمنی شبه لاگرانژی تقریب زده و جهت ردیابی خط سیر ذره، روش صریح و چهار گامی با دقت درجه چهار رانگ-کوتا استفاده شد. شرایط مرزی تشعشعی در مرزهای باز اعمال شده و مدل، مرز خشک و تر را به طور خودکار محاسبه نمود. جهت اثبات دقت مدل پیشنهادی، ابتدا حل به دست آمده از این مدل با نتایج حل تحلیلی مسئله شکست سد مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج در انطباق مناسبی با حل تحلیلی بود. سپس نتایج شبیه سازی جریان ناشی از شکست سد در حضور یک مانع مربعی و چهار مانع مربعی با نتایج عددی سایر پژوهشگران مقایسه شد. در نهایت نتایج مدل سازی جریان شکست سد در برخورد با یک شهر ایده­ال به­صورت یک طرح مربعی ۵×۵ از ساختمان ها مورد بررسی قرار گرفت. در همه بررسی ها موانع غیرمستغرق و مطابق با جهت جریان نزدیک شونده بودند. نتایج نشان داد که مدل توسعه یافته از دقت قابل قبولی در شبیه سازی جریان گذرا در هندسه های پیچیده برخوردار بوده و به خوبی توانست ارتفاع و سرعت امواج ناشی از واقعه شکست سد را در حضور موانع پیش بینی کند.

کلیدواژه ها:

شبه لاگرانژی ، شکست سد ، مانع ، رانگ-کوتا ، معادلات آب های کم عمق