شبیه سازی عددی زمین لغزش بر روی شیب های غیر صلب بوسیله روش هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم ناپذیر سه مرحله ایی صریح

پدیده زمین­ لغزش در دریاچه سدها و رودخانه­ ها، و تولید و انتشار امواج حاصل از آن، بعنوان یکی از مسائل مهم و پیچیده در زمینه مهندسی هیدرولیک مطرح است. امروزه بسط و گسترش روابط عددی و فرآیند مدل­سازی توانسته تا حدودی به درک منطقی از این پدیده­ ها برسد. در این مقاله از یک روش لاگرانژی جهت حل معادلات حاکم بر جریان استفاده شده است. در ابتدا روش هیدرودینامکی ذرات هموار تراکم­ناپذیر سه مرحله­ایی صریح تعریف می ­شود. به منظور معتبرسازی روش، از مسئله شکست سد روی بستر خشک و مسئله زمین­ لغزش زیر سطحی استفاده شده است. در مسئله اول، رسیدن به ضریب همبستگی ۹۹۹۸/۰، متوسط خطای مطلق ۰۵۴۲/۰ و ضریب کارایی مدل نش-ساتکلیف ۹۷۴/۰ برای پارامترهای مورد محاسبه، نشان می­دهد مدل با دقت مناسبی کالیبره شده است که حاکی از قابلیت بالای این روش در شبیه­ سازی جریان­ های با سطح آزاد و پدیده ­های مربوط به امواج می­ باشد. همچنین از مقایسه نتایج اندازه ­گیری شده با آزمایشگاهی در قسمت شبیه­ سازی زمین­ لغزش زیر سطحی، مقادیر آماری ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا بترتیب ۹۵/۰ و ۰۰۷۱/۰ بدست آمدند که این نتایج نشان­ دهنده دقت بالای مدل در محاسبه نیمرخ سطح آب ناشی از زمین­ لغزش زیرسطحی می ­باشد. سپس سه سناریو جهت مدل­ سازی زمین ­لغزش طراحی و اجرا گردید. در این پژوهش به شی ب­ها و جسم غیر صلب، بعنوان یک ماده رئولوژیکی (سیال شبه­پلاستیک) نگریسته شده و تحت سیال غیر نیوتنی کاریویاسودا در مدل­ سازی وارد شدند. در واقع ذرات خاک بستر شیبدار غیر صلب بصورت دانه­ هایی که با خود مشخصات سیال را حمل می­ کنند مدل­ سازی شده ­اند. در نهایت نتایج در زمان­ های ۳/۰ و ۶/۰ ثانیه آورده شده­ و تحلیل گردیدند.

Keywords:

Smoothed particle hydrodynamics , Non-Newtonian Fluid , Landslide , Lagrangian Method , هیدرودینامیک ذرات هموار , سیال غیر نیوتنی , زمین لغزش , روش لاگرانژی