مدل سازی عددی امواج سطحی بر اساس معادلات اصلاح شده بوسینسک

امروزه طراحی بنادر و کانال های کشتیرانی که تحت کمترین اغتشاش ناشی از امواج قرار داشته باشد مستلزم بررسی و تست طرح های اولیه ممکن، بر اساس شرایط امواج مختلف می باشد. بطور کلی برای مدل سازی ریاضی اکثر فرآیندهای طبیعت اولین معادله ای که مد نظر قرار می گیرد، معادله پایه ای ناویر استوکس تراکم ناپذیر می باشد. استفاده از معادلات پیچیده ناویر استوکس، مدل سازی سه بعدی بسیار زمانبر و پر زحمتی را فراهم می کند که این بحث از لحاظ اقتصادی و مهندسی مقرون به صرفه نمی باشد. به همین دلیل توجه مهندسین در حوزه مهندسی سواحل و سازه های دریایی به سمت استفاده از مدل های انتگرال گیری شده در راستای عمق معطوف شده است. مدل مهمی که در بحث مدل های انتگرال گیری شده در راستای عمق بطور قابل ملاحظه ای مورد توجه قرار گفته است، معادلات آب کم عمق از نوع بوسینسک است. در این مطالعه یک مدل عددی مبتنی بر سیستم معادلات اصلاح شده (بجی و نادائوکا) به عنوان سیستم معادلات حاکم مناسب بر اساس استفاده از روش المان محدود گالرکین استاندارد ارائه گردیده است. در این مدل سازی از المان های مسطح مثلثی در کنار توابع درونیاب خطی و در ادامه به منظور گسسته سازی زمانی از روش نیمه ضمنی q methodبهره گرفته شده است. به منظور ارزیابی قابلیت مدل عددی از دو تست آب کم عمق که شامل مدل سازی نحوه انتشار موج تنها در کانال و مدل سازی تفرق پیرامون موجشکن می باشد، استفاده گردیده است. این مدل قابلیت ارائه تخمین های قابل قبول برای کلیه تست ها را دارا می باشد.