مدل سازی عددی تاثیر موانع استوانه ای بر امواج ساحلی با استفاده از نرم افزار اپن فوم

یکی از تکنیک های حفاظت ساحلی استفاده از انواع موج شکن هاست. هدف این پژوهش بررسی اثر موج شکن های شمعی بر امواج ساحلی است. در این پژوهش با در نظر گرفتن موانع استوانه ای صلب در ساحل با شیب ثابت، به بررسی تاثیر زبری ناشی از آن ها بر الگوی جریان و امواج با مدل سازی عددی در نرم افزار OpenFOAM پرداخته شد. روش مورداستفاده در مدل سازی جریان روش RANS و مدل k-ω,SST است. مدل سازی ها در دو حالت با و بدون حضور موانع برای ۳ ارتفاع متفاوت موج ورودی انجام شد. موانع صلب استوانه ای دارای قطر ۹/۰ و ارتفاع ۳۲ سانتی متر بوده و در طول و عرض ۴۵ سانتی متر و فواصل ۱۵×۱۵ سانتی متر و با چیدمان زیگزاکی قرارداده شدند. در هر سه ارتفاع موج، وجود موانع به میزان زیادی باعث استهلاک نیروی امواج نسبت به حالت بدون مانع شده است. با ارتفاع موج ۶، ۹ و ۱۲ سانتی متر موانع به ترتیب ۴۷.۱۷ ، ۶۸.۶۸ و ۷۶.۴۲ درصد بیش تر از حالت بدون مانع نیروی موج را مستهلک کرده اند. با افزایش ارتفاع موج، موانع نیروی بیش تری را جذب کرده اند. در ارتفاع موج ۱۲ سانتی متر موانع نسبت به ارتفاع موج ۹ و ۶ سانتی متر به ترتیب ۳۲.۳۵ و ۷۲.۴۵(نسبت بدون بعد نیرو) درصد نیروی بیش تری را جذب کرده اند. در بحث میرایی امواج در حالات با مانع نسبت به حالات بدون مانع، توانایی موانع در کاهش ارتفاع موج و میرایی آن به طور متوسط ۲۰.۸۸ درصد بوده است. نتایج حاصل با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد. میزان نیروی جذب شده برای ارتفاع موج ۶، ۹ و ۱۲ سانتی متر در مدل عددی به ترتیب ۱۷.۱۴، ۴.۲۳ و ۷.۸۶ درصد با مدل آزمایشگاهی اختلاف دارد، همچنین جذر میانگین مربعات خطای نرمال ۰.۰۷ و ضریب همبستگی ۰.۹۹ به دست آمد که بیانگر تطابق دو مدل عددی و آزمایشگاهی و عملکرد مناسب نرم افزار اپن فوم در مدل سازی است.

کلیدواژه ها:

انرژی موج ، حفاظت ساحلی ، موج شکن شمع ، k-ω ، SST