شبیه سازی عددی پخشیدگی رسوب بستر با قابلیت مدل سازی سطوح خشک با استفاده از حل کننده ریمن تقویت شده

روش های عددی مختلفی برای حل سیستم های مورفودینامیک توسعه یافته است که در میان این روش ها، در سال های اخیر روش حجم محدود به طور گسترده ای مورداستفاده قرار گرفته است. در این پژوهش یک روش حجم محدود کارآمد برای شبیه سازی انتقال رسوب بستر در نزدیکی سطوح خشک، ارائه می شود. معادلات حاکم بر انتقال رسوب در کانال ها و رودخانه ها شامل معادلات آب کم عمق و اکسنر می باشند. با در نظر گرفتن یک سرعت نوین برای امواج ریمن، معادلات آب کم عمق و اکسنر توسط روش جفت شده ضعیف بر اساس حل کننده ریمن تقویت شده، حل می شوند. در این روش ابتدا معادله اکسنر حل می گردد و سپس تغییرات بستر به روز شده با همان ساختار ریمن، به عنوان عبارت منبع در معادلات آب کم عمق استفاده می شود. حل کننده ریمن تقویت شده بر اساس تجزیه ای از بردار تقویت شده شامل عمق جریان، اندازه حرکت، شار اندازه حرکت و تراز بستر می باشد. مدل عددی ارائه شده ابتدا برای شبیه سازی شکست سد بر روی بستر متحرک به کار گرفته شد. سپس مسئله شکست سد ناشی از روگذری جریان در نظر گرفته شد و داده های محاسبه شده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید. نتایج عددی حاصل بیانگر آن است که روش جفت شده ضعیف که بر مبنای روش ریمن تقویت شده، توسعه یافته است، قابلیت مدل سازی انتقال رسوب در نزدیکی سطوح خشک با دقت بالا را دارا می باشد و در نمونه های آزمایشی تطابق بسیار خوبی با داده آزمایشگاهی دارد.

کلیدواژه ها:

Shallow Water ، Godunov ، Conservation laws ، آب کم عمق ، گودونو ، قوانین بقا