عنوان

مدلسازی عددی انتشار و تغییر ش‌ل امواج در نواح ساحل با استفاده از روش گلرکین ناپیوسته بر روی شب‌ه های تطبیق پذیر چند دقتی,‮‭Numerical modeling of wave propagation and transformation in nearshore zone using Discontinuous Galerkin method based on adaptive multiresolution grids‬

Number

‭۲۰۶۷۵پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

مدلسازی عددی انتشار و تغییر ش‌ل امواج در نواح ساحل با استفاده از روش گلرکین ناپیوسته بر روی شب‌ه های تطبیق پذیر چند دقتی

Parallel Title Proper

‮‭Numerical modeling of wave propagation and transformation in nearshore zone using Discontinuous Galerkin method based on adaptive multiresolution grids‬

First Statement of Responsibility

/محمد کاظم شریفیان

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی عمران

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۷‬

Name of Manufacturer

، افشار

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۳۲‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی و مدیریت منابع آب

Date of degree

‮‭۱۳۹۷/۱۱/۰۲‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

در دو دهه ی اخیر مدلسازی ریاض و عددی جریان های سطح آزاد در محیط های واقع از فعال ترین حوزه های تحقیق در مهندس سواحل بوده است .ناحیه ی ساحل به رغم محدودیت فیزی بسیار پرانرژی بوده و تغییر ش‌ل امواج و پدیده هایی از قبیل پشته کردن و ش‌ست موج در آن رخ داده و انرژی موج در این ناحیه به خط ساحل منتقل م شود .این پدیده ها پیچیده و غیرخط بوده و اثرات مانند پراکنش فرکانس( که بر اساس آن امواج با طول موج مختلف با سرعت های متفاوت حرکت م کنند،) در آن ها حائز اهمیت هستند .توصیف دقیق امواج در ی سیال تراکم ناپذیر، هم‌ن و غیرلزج از طریق معادلات اویلر بیان م شود با این وجود پیچیدگ و دشواری حل این معادلات اعمال ساده سازی هایی را ضروری م نماید، که رایج ترین آن ها میانگین گیری در عمق و در نتیجه کاهش مسئله ی سه بعدی به حالت دو بعدی است .ساده ترین معادلات دوبعدی، معادلات غیرخط آب کم عمق هستند، که بطور وسیع در مدلسازی هیدرودینامی سواحل ب‌ار م روند .با این وجود این معادلات از اثرات پراکنش فرکانس صرف نظر کرده و از این رو در نواح با عمق متوسط تا عمیق که در آن ها اثرات پراکنش قابل توجه است، دچار اش‌ال م شوند .روی‌رد جای‌زین استفاده از معادلات نوع بوسینس است که با ایجاد تعادل بین دقت و میزان ساده سازی راه‌اری مناسب برای توصیف فرآیندهای ساحل به شمار م روند.این معادلات در ش‌ل کلاسی خود تنها توانایی در نظرگیری اثرات پراکنش و غیرخطینگ به میزان کم را داشته و از این رو تلاش هایی برای ارتقاء این مدل ها برای در نظر گیری پراکنش و غیرخطینگ به میزان بالا صورت گرفته که منجر به ارائه مدل هایی مانند معادلات گرین‌نقدی شده است .حل عددی این معادلات به دلیل پیچیدگ بیشتر نسبت به معادلات آب کم عمق دشوارتر بوده و در عین حال تحقیقات کمتری بر روی آن ها صورت گرفته است .علاوه بر آن ب‌اربردن این معادلات در مقیاس های واقع سبب افزایش هزینه ی محاسبات شده و در نتیجه استفاده از این مدل ها برای کاربردهای مهندس سواحل نیازمند راه‌ارهایی برای بهینه سازی حل عددی و افزایش کارآیی محاسبات است .در بین انواع روش های عددی مورد استفاده در حل معادلات انتشار امواج، روش حجم محدود به دلیل سادگ اعمال و در نظر گیری صحیح معادلات بقایی از اقبال بیشتری برخوردار بوده اند .با این وجود اخیرا روش هایی مانند روش گلرکین ناپیوسته به دلیل انعطاف پذیری بیشتر و با ترکیب مزایای روش های حجم محدود و المان محدود به عنوان راه‌اری جای‌زین مطرح شده اند .هدف تحقیق حاضر ارائه ی ی مدل عددی برای شبیه سازی انتشار و حرکت امواج از آب های نیمه عمیق تا نواح ساحل و تغییر ش‌ل آن ها با استفاده از معادلات گرین‌نقدی است .برای حل عددی معادلات ی روش گلرکین ناپیوسته مورد استفاده قرار گرفته است .هم چنین به منظور ایجاد ام‌ان شبیه سازی شرایط و مقیاس های فیری واقع و برای افزایش کارآمدی محاسبات، روش نوین بر مبنای استفاده از شب‌ه های تطبیق پذیر چند دقت که برای نخستین بار در خصوص معادلات نوع بوسینس ب‌ار م رود، ارائه شده است

Text of Note

The last two decades have seen signifcant advances in the development of numerical models for free-surface ows in realistic coastal engineering applications. The coastal area, being spatially limited but highly energetic, is where water waves shoal, break and transmit energy to the shoreline and are governed by highly dispersive and non-linear eects. The accurate description of the surface water waves in an incompressible, homogeneous, inviscid uid, is provided by the free surface Euler equations; nevertheless, the complexity and difculty of solving these equations demand some simplifcations, which the most common one is reducing the three-dimensional problem to a two-dimensional problem using depth averaged equations, while keeping a good level of accuracy in many confgurations. The nonlinear shallow water equations (NSWE) are the simplest and the most applied models in coastal applications. However, they are not appropriate for deeper waters where frequency dispersion eects become more important than nonlinearity. As an alternative, Boussinesq-type (BT) equations introduce dispersion terms and are more suitable in waters where dispersion begins to have an eect on the free surface. In their classic form, these models only consider weakly dispersive and weakly non-linear eects and therefore eorts have been made to enhance their dispersive and non-linear properties, resulting in develop-ment of the so-called Green-Naghdi (GN) equations also referred to as fully non-linear Boussinesq equations. Although more accurate than the NSW equations, the resolution of GN equations is undeniably much more demanding, and surprisingly, they have received far less attention. Furthermore, applying these equations in realistic scales results in the increase of the computational cost, and therefore using GN equations in coastal engineering applications requires numerical optimization strategies. Nowadays, among various numerical methods, the FV formulation is probably the most applied modeling strategy for the numerically approximation of the wave propagation equations, because it guarantees the conservation of physical quantities and is extremely exible and conceptually simple. Nevertheless, recently the Discontinuous Galerkin (DG) method has gained a lot of attention because it is more exible and combines advantages of both FV and FD methods. The aim of the present study is to develop a numerical model for simulation of water waves propagating from intermediate to shallow waters and their subsequent transformations, using fully non-linear weakly dispersive GN equations. A Runge-Kutta Discontinuous Galerkin (RKDG) method is used for solving the governing equations. Moreover, in order to provide more efciency in modeling of real scale coastal engineering conditions, a novel multiresolution adaptive grid approach based on the concept of multiwavelets is used, which to our knowledge, has not been applied on the BT equations yet

Parallel Title

‮‭Numerical modeling of wave propagation and transformation in nearshore zone using Discontinuous Galerkin method based on adaptive multiresolution grids‬

شریفیان، محمد کاظم

Sharifan, Mohammad Kazem

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی