بررسی نرخ انتقال بار بستر در رودخانه های جزر و مدی با استفاده از روش عددی SPH

چگونگی حرکت، فرسایش و رسوب گذاری مواد رسوبی در کانالها و رودخانه ها و تعیین مقدار رسوب حمل شده توسط رودخانه ها از جنبه های مختلف دارای اهمیت است ، بطوریکه بعضی از مفاهیم اساسی انتقال رسوب و روابط آنها تنها در سال های اخیر برای ما روشن شده است و البته بعضی جنبه های پیچیده انتقال رسوب هنوز نیازمند مطالعات بیشتر است با مرور زمان و افزایش توانمندی های لازم در علوم مهندسی و رشد چشمگیر تجهیزات رایانه ای، تمایل محققین به توسعه-ی روش های بدون شبکه که شاخه ی جدیدی از روش های عددی است، رو به افزایش است یکی از روش های بدون شبکه، روش دینامیک ذرات هموار SPH است. دینامیک ذرات هموار یک روش عددی کاملا لاگرانژی در زمینه ی دینامیک سیالات محاسباتی است که در آن نیازی به هیچ نوع شبکه بندی نیست. توجه به مفاهیم اساسی روش SPH میتوان معادلات بقای جرم و مومنتم را گسسته و در نهایت حل کرد. با حل این معادلات سرعت، موقعیت و فشار ذرات سیال درگام زمانی بعدی به دست می آیند در این پژوهش با هدف بررسی انتقال بار بستر در رودخانه های جزر و مدی شرح داده شد. همچنین شبیه سازی انتقال رسوب با تشریح مدل کامپیوتری و روش کد گذاری در نرم افزار MATLAB آغاز گردید. پس از آن نتایج شبیه سازی انتقال بار بستر مشاهده شد که در سه قسمت تدوین شده است. جابجایی ذرات در بستر رودخانه های جذر مدی، محاسبه سرعت متوسط ذرات و همچنین دبی بار بستر محاسبه و به وسیله نمودارها یا جداول ارایه شده-اند. پس از هر یک از این بخشها صحت سنجی و واسنجی آنها از طریق قیاس با روش های آزمایشگاهی آورده شده است تا تاییدی باشد بر کارکرد قابل قبول این روش عددی که دیدگاه مناسب تری برای تحلیل رفتار سیالی مانند آب را در سیستم رودخانه ای به ویژه رودخانه های جزر و مدی ارایه دهد.که در این تحقیق به این نتیجه رسیدیم که در بحث جابجایی ذرات، ذرات ابتدایی جابجایی کمتری نسبت به سایرین داشتند که احتمالا به دلیل برخورد ذرات ابتدایی به ذرات جلویی و کاهش سرعت آنهاست. در ذرات انتهایی جابجایی بیشتری مشهود است چون میتوانند آزادانه به حرکت خود ادامه دهند.و همچنین با توجه به شکل یک رابطه مستقیم بین سرعت متوسط ذره با سرعت برشی جریان وجود دارد. به عبارت دیگر با افزایش سرعت برشی جریان، سرعت متوسط جریان ذره در بستر زبر هیدرولیکی نیز افزایش خواهد یافت. دبی جریان دارای یک رابطه مستقیم با دبی بار بستر میباشد و به عبارت بهتر با افزایش دبی جریان، دبی بار بستر نیز افزایش خواهد یافت. و در نهایت شبیه سازی جریان دارای ذرات رسوب با روش SPH توانایی بررسی نرخ انتقال بار بستر در رودخانه های جزر و مدی را دارد

کلیدواژه ها:

رسوب ، انتقال بار بستر ، جزر و مدی ، SPH ، بدون شبکه