Skip to main content
SUPERVISOR
Mohamadnavid Moghim,Mohammad-Reza Chamani
محمدنوید مقیم (استاد راهنما) محمدرضا چمنی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sayed mahdi Sharifian mobarakeh
سیدمهدی شریفیان مبارکه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

A numerical model on wave overtopping over an impermeable sea dike
Coastal areas are regarded as one of the precious national resources in each country. Due to the fact that a striking percentage of the world's population are settled in coastal areas and also economically dependent on sea, a diversity of factors can threaten the peace and safety of these areas. One of the paramount ways dealing with these threats is the provision of coastal structures like seadikes. An important phenomenon pertinent to these structures is the overtopping and its related processes. Owing to costly and time-taking laboratory models and also development of novel numerical models, the necessity of numerical simulation to provide a deep perception of overtopping could be justified. In the present study, a 2D numerical model simulating wave interaction with impermeable coastal walls has been conducted by OpenFOAM software. By using defined boundary conditions and appropriate turbulence model, the results of numerical model are verified by experimental data. To ensure the accuracy of numerical model performance, the hydraulic and structural parameters affecting overtopping are investigated and the dimensionless parameters associated with wave overtopping are obtained through the usage of dimensional analysis. With the aim of investigating the effect of dimensionless parameters, the numerical models have been firstly applied. Subsequently, some formulae for overtopping layer thickness across the structural canopy, overtopping flow velocity at its beginning, and also the average overtopping discharge in the presence of the berm are presented.Comparison between the proposed relationship results and other researchers’ numerical results revealed that the numerical modeling results are reliable and the proposed relationships in estimating the overtopping layer thickness across structural crest, velocity at the beginning of structural crest and moderate overtopping discharge perform well. Finally, the capability of the numerical model to generate irregular waves in flume with and without the structures is investigated. Examination of irregular wave simulation draws the conclusion that OpenFOAM software is capable of simulating the irregular waves. Keywords: Seadike, wave overtopping, regular waves, layer thickness, overtopping velocity, numerical model, OpenFOAM.
مناطق ساحلی از جمله منابع ارزشمند ملی هرکشوری محسوب می شود. درصد قابل توجهی از جمعیت جهان در مناطق ساحلی پراکنده شده­اند و از لحاظ اقتصادی وابستگی زیادی به دریا دارند، اما عوامل گوناگونی می­تواند آرامش و امنیت این مناطق را تهدید کند. یکی از مهمترین راه­های مقابله با برخی از این تهدیدها، سازه­های ساحلی و ازجمله­ی آنها دیوارهای ساحلی هستند. پدیده­ی مهمی که در ارتباط با این سازه ها مطرح می­شود، پدیده­ی روگذری و فرآیندهای مرتبط با آن است. بالا بودن هزینه و زمان ساخت مدل­های آزمایشگاهی از یک سو، و از سوی دیگر پیشرفت­های اخیر در توسعه­ی مدل­های عددی، ضرورت استفاده از شبیه­سازی عددی برای درک بیشتر این پدیده را مطرح می­کند. در تحقیق حاضر مدل عددی دو بعدی مناسب برای شبیه‌سازی اندرکنش موج با دیوارساحلی نفوذناپذیر در حالتی­که شکست موج روی سازه رخ می­دهد با استفاده از نرم­افزار متن­باز اپن­فوم انجام شده است. پس از تعریف شرایط مرزی و به­کارگیری مدل آشفتگی مناسب، واسنجی و بهینه­سازی شبکه­ی حل، نتایج مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی صحت­سنجی شده است. با حصول اطمینان از صحت عملکرد مدل عددی، پارامترهای هیدرولیکی و سازه­ای مؤثر بر روگذری بررسی شده و پارامترهای بی­بعد مرتبط با روگذری موج به کمک آنالیز ابعادی به‌دست آمدند. پس از اجرای مدل­های عددی برای بررسی تأثیر پارامترهای بی­بعد در حالت موج منظم، روابطی برای عمق روگذری در سرتاسر تاج سازه، سرعت جریان روگذری در ابتدای تاج سازه و دبی متوسط روگذری در حضور سازه­ی سکو ارائه شده است. با مقایسه­ی نتایج حاصل از رابطه­ی پیشنهادی در این تحقیق و روابط دیگر محققین نسبت به نتایج مدل عددی، می­توان این­گونه استنباط کرد که نتایج مدل­سازی عددی قابل استناد هستند و روابط پیشنهادی در تخمین عمق روگذری در سرتاسر تاج سازه، سرعت در ابتدای تاج سازه و دبی متوسط روگذری عملکرد مناسبی دارند. در پایان نیز به بررسی توانایی تولید امواج نامنظم در کانال در حالت عدم حضور و حضور سازه پرداخته خواهد شد. با بررسی نتایج شبیه­سازی امواج نامنظم در حالت عدم حضور و حضور سازه، می­توان اذعان نمود نرم­افزار اپن­فوم از توانایی خوبی برای شبیه­سازی امواج نامنظم برخوردار است. کلمات کلیدی : دیوارساحلی، روگذری موج، امواج منظم، عمق روگذری، سرعت روگذری، شبیه­سازی عددی، نرم­افزار اپن­فوم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی