مطالعه عددی عملکرد شمع های ساده در تضعیف امواج ساحلی

یکی از راهکارهایی که برای حفاظت از سواحل وجود دارد استفاده از موج شکن های شمعی است. موج شکن شمعی ساده همچون موانع صلب استوانه ای است. در این پژوهش با در نظر گرفتن شمع های ساده در ساحل ، به بررسی اثر آن ها بر امواج با مدل سازی عددی در نرم افزار اپن فوم پرداخته شد. برای مدل سازی آشفتگی جریان از روش متوسط گیری رینولدز از معادلات ناویر-استوکس (RANS) و مدل k-ω,SST استفاده شد. ۱۵ مدل در حالات با و بدون حضور شمع ها برای ۳ ارتفاع متفاوت موج ورودی انجام شد. شمع ها دارای قطر ۹/۰ و ارتفاع ۳۲ سانتی متر بوده و در عرض های ۳۰ و ۶۰ سانتی متر و فواصل ۵×۵ و ۱۵×۱۵ سانتی متر و با چیدمان زیگزاکی قرارداده شدند. طبق نتایج در همه مدل های با شمع به میزان متوسط ۱۶/۷۵ درصد افزایش استهلاک نیروی امواج و ۸۸/۶۲ درصد کاهش ضریب انتقال انرژی امواج نسبت به حالت بدون شمع صورت گرفته است. در عرض محدوده یکسان و فاصله ی ثابت میان شمع ها در مدل هایی که ارتفاع موج ورودی شان بیش تر است نیروی بیش تری نیز جذب می شود اما ضریب انتقال انرژی افزایش یافته است. در عرض و ارتفاع موج ورودی یکسان با کاهش فواصل شمع ها از ۱۵×۱۵ به ۵×۵ جذب نیرو افزایش و ضریب انتقال انرژی کاهش یافته است.نتایج حاصل با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد. نزدیک ترین نتیجه برای نیرو موج را مدل های با عرض ۶۰ و فواصل ۵×۵ با جذر میانگین مربعات خطای نرمال ۱۵/۰ و ضریب همبستگی ۹۶/۰ به مدل آزمایشگاهی داشته اند که بیانگر دقت خوب مدل عددی و عملکرد مناسب نرم افزار اپن فوم در مدل سازی است.

Keywords:

انرژی موج , حفاظت ساحل , مدل سازی عددی , موج شکن شمع , نرم افزار اپن فوم