شبیه سازی رسوب گذاری در ترانشه ها با استفاده از یک مدل عددی دو بعدی قائم

یکی از مسائل چالش برانگیز در مهندسی سواحل ، تخمین صحیح نرخ رسوبگذاری در کانالهای دسترسی بنادر و به تبع آن برآورد هزینه انجام عملیات لایروبی می باشد . همچنین تخمین رسوبگذاری در ترانشه هایی که به منظور استقرار خطوط لوله و کابل حفر می شوند ، یکی از مسائل مورد علاقه ی مهندسین محیط های دریایی می باشد. پیش بینی صحیح پدید ه ی فوق امکان طراحی و نگهداری بهتر این کانالها را فراهم می نماید. یکی از روشهای متداول و کارآمد در پیش بینی پدید ه ی رسوبگذاری و فرسایش در ترانشه ها شبیه سازی عددی می باشد . تا کنون مدلهای عددی زیادی برای مطالعه ی پدیده ی انتقال رسوب در ترانشه ها و کانالها ارائه شده است . با این حال مدلهای کمی به بررسی رسوبگذاری و تغییرات مورفولوژیک در ترانشه ها پرداخته اند. Van Rijn(1987) با استفاده مدل SUTRENCH که درآن پروفیل های سرعت و ضریب اختلاط رسوب بر اساس نتایج آزمایشگاهی و نتایج مدل k − ε کالیبره شده اند، به مدلسازی تغییرات تراز بستر در ترانشه ها پرداخته است. Jensen and Fredsøe(2001) نیز با حل معادلات دو بعدی ناویر-استوکس برای جریان نوسانی به مدلسازی رسوبگذاری در ترانشه ها پرداخته اند. مطالعه ی مشابهی نیز توسط Liang et al.(2005) برای شبی هسازی رسوبگذاری در ترانشه های خط لوله تحت جریان ماندگار و جریان نوسانی انجام شده است. در مطالعه ی حاضر به معرفی مدلی عددی برای شبیه سازی رسوبگذاری در ترانش ه ها تحت میدان جریان دو بعدی پرداخته شده و نتایج حاصل با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه شده است . شبیه سازی عددی رسوبگذاری در ترانشه ها نیازمند استفاده از زیر مدلهای جریان، انتقال رسوب و تغییر شکل بستر (مورفولوژی) میباشد. مدل جریان که اخیرا توسط Ahmadi et al.(2007) توسعه داده شده ، یک مدل غیرهیدرواست اتیک ضمنی میباشد که با حل معادلات ناویر استوکس به شب یه سازی جریانات با سطح آزاد می پردازد و آشفتگی میدان جریان را با استفاده از مدل k − ε شبیه سازی می کند . محاسبات زیرمدل انتقال رسوب نیز بر مینای مدل توزیع غلظت که قبلا توسط ابراهیمی و بدیعی (1386) توسعه و توضیح داده شده ، انجام گرفته است . مدل اخیر با حل معادله ی انتقال -پخشودگی غلظت رسوب به شبیه سازی میدان غلظت در یک شبکه ی منحنی الخط منطبق بر مرز می پردازد. در مطالعه ی حاضر زیرمدل محاسبه تغییر شکل بستر تشریح شده است . این مدل از یک شبکه شطرنجی به همراه گام زمانی متغیر مبتنی بر شتاب تغییرات تراز بستر استفاده می کند. نتایج محاسبات مربوط به تغییرات تراز بستر، انطباق منطقی ای را با اندازه گیری های آزمایشگاهی موجود نشان میدهد.