بررسی عددی تولید موج ناشی از لغزش توده با استفاده از روش حجم محدود و شبکه‌بندی روی هم‌رونده

Abstract

چکیدهمقدمه: در این تحقیق، تأثیر پارامترهای مختلف بر روی تک موج ایجادی از لغزش جسم و ورود آن به آب بررسی شده­اند.روش­: برای حل مسئله، از روش ترکیبی حجم محدود سیال (VOF) و شبکه بندی برروی­هم­رونده استفاده شد. شبکه­بندی برروی­هم­رونده نوعی شبکه متحرک (Dynamic Mesh) می­باشد که قادر است دو شبکه را در حالی که بر روی هم می­لغزند، خواص سیال را نیز محاسبه کند. با لغزش آزاد جسم بر روی سطح شیب­دار و ورود به داخل آب، تک موج تشکیل می­گردد که در راستای طول کانال منتشر می­شود و سپس با مرور زمان از بین می رود. تأثیر پارامترهایی مانند چگالی لغزنده، ارتفاع رهاشدن لغزنده و عمق آب بر ارتفاع موج تشکیل شده موثر هستندیافته ­ها: پروفیل موج به دست آمده در سه زمان مختلف تطابق بسیار خوبی با نتایج تجربی مطالعات پیشین نشان داد و بیشترین درصد خطای به دست آمده 4 درصد گزارش گردید. طبق نتایج به دست آمده، با افزایش چگالی لغزنده از 2100 تا 2900 کیلوگرم بر متر مکعب و ارتفاع بی­بعد رهاشدن لغزنده جعبه از 5 الی 7، ارتفاع تک موج ضربه­ای به ترتیب 24 و 20 درصد افزایش یافت. علاوه بر این، با افزایش عمق بی بعد آب از 4 الی 6، ارتفاع تک موج ضربه­ای 10 درصد کاهش یافت. همچنین با دوبرابر نمودن نسبت ارتفاع لغزنده­ی مثلثی شکل به قاعده، 14 درصد ارتفاع موج کاهش یافت.نتیجه­ گیری: براساس نتایج این تحقیق، مسلماَ به هنگام طراحی سدها، تک موج­های ضربه­ای ایجاد شده در مخازن سد، اهمیت فوق العاده­ای دارد و می­بایست مخازن سدی با عمق معمولی و تپه­های مشرف با ارتفاع نسبتاَ کم با شیب ملایم، مد نظر طراحان باشد. همچنین می بایست جنس خاک تپه های مشرف به مخازن سدها نیز مورد مطالعه جامع قرار بگیرد.