شبیه سازی جریان سیلابی حاصل از شکست سد با وجود مانع مثلثی و با استفاده از مدل های عددی آب کم عمق و معادلات ناویر استوکس متوسط گیری شده رینولدز

زمانی که سانحه شکست سد رخ می دهد، ممکن است راهها، پل ها، سازه ها و پوشش گیاهی به موانعی در برابر جریان تبدیل شوند و نحوه انتشار موج سیلابی را تحت تاثیر قرار دهند. هدف این مقاله بررسی اثر چنین مانعی روی موج حاصل از شکست سد است. به همین منظور شبیه سازی جریان حاصل از شکست سد روی یک بستر افقی و با وجود یک مانع مثلثی که شکل ایده آلی از یک مانع طبیعی است، انجام شده است. شبیه سازی با روش دوبعدی آب کم عمق و روش سه بعدی انجام شده است. شبیه سازی سه بعدی بر اساس حل کامل مجموعه معادلات میانگین گیری شده رینولدز می باشد که با روش حجم سیال کوپل شده است. در این مقاله برای شبیه سازی سه بعدی از دو کد مرسوم در دینامیک سیالات محاسباتی Fluent و OpenFOAM و برای شبیه سازی دوبعدی آب کم عمق از کد محاسباتی CCHE2D استفاده شده است. با استفاده از تصاویر محاسبه شده، مراحل مختلف انتشار موج سیلابی شرح داده می شود و در نهایت به منظور صحت سنجی مدل های عددی استفاده شده، نتایج شبیه سازی ها با داده های آزمایشگاهی مقایسه می شوند. نتایج نشان می دهد که روش سه بعدی با داده های آزمایشگاهی تطابق خوبی دارد اما روش دوبعدی حتی اگر قادر به توصیف مشخصات اصلی جریان باشد، به علت چشم پوشی از جنبه های مربوط به نیروی گرانش، در شبیه سازی جزئیات سه بعدی جریان، توانایی کافی را ندارد.

Keywords:

شکست سد , ناویر استوکس , آب کم عمق , حجم سیال