شبیه سازی امواج سونامی به روش عددی و بررسی اثرات شیب بستر و عرض ناحیه ساحلی بر ارتفاع این امواج

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 دانشکده عمران ، دانشگاه هرمزگان

چکیده

چکیده
امواج سونامی هر ساله در نقاط مختلف دریاها و اقیانوس های جهان بوقوع می پیوندند. این امواج با سرعت بسیار زیاد در جهات مختلف منتشر گردیده و در صورت رسیدن به ساحل خسارات جبران ناپذیری را براین مناطق و سازه ها و تاسیسات واقع در آنها وارد می سازند. لذا درک این پدیده پیچیده و پیشبینی رفتار آن می تواند باعث کاهش خسارات وارده گردد. در تحقیق حاضر مطالعات شبیه سازی عددی پدیده سونامی انجام گرفت. هدف از تحقیق پیش بینی مشخصات موج سونامی هنگام رسیدن به ناحیه ساحلی بود. امواج سونامی با در نظر گرفتن آب دریا به صورت سیال لزج، معادلات ناویر- استوکس برای آب کم عمق به عنوان معادلات حاکم به همراه روش کسر حجم سیال برای شبیه سازی سطح آب در نرم افزار Flow3Dمدل سازی گردید. تولید موج با شبیه سازی یک موجساز پیستونی در مرز جانبی ناحیه مورد مطالعه صورت گرفت. یک تک موج در آب عمیق تولید و به سمت ساحل منتشر گردید. نتایج شبیه سازی،  افزایش فابل توجه  ارتفاع موج سونامی را پس از ورود به ناحیه ساحلی نشان داد.  نرخ این افزایش بر حسب شیب مورد محاسبه قرار گرفت. همچنین اثر کاهش عرض ناحیه ساحلی بر افزایش ارتفاع این امواج مورد بررسی قرار گرفت.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Simulation of Tsunami Waves to Assess the Effect of Beach Slope and Width on Wave Height

نویسندگان [English]

  • Mohammad Javad Ketabdari 1
  • Minoufar Monsef 2
چکیده [English]

Tsunami waves happen every year in different locations of the seas and oceans of the world. These waves propagate with high celerity in different directions and when these waves reach the coast cause serious damage to the beach, coastal structures and facilities. Therefore understanding this complicated phenomenon and prediction of its behavior can minimize the damages. In this research a numerical simulation was performed on tsunami phenomenon. The objective of the research was to predict the wave characteristics as it reaches the coastal zone. Flow3D software was used for this purpose. Assuming viscous flow for sea water, Navier Stokes as governing equations together with volume of fluid method was used to simulate tsunami waves in FLOW 3D software. A single wave was generated using a simulated piston type wave maker in the lateral boundary of the study domain. Waves are generated in deep water and propagate towards the beach. The simulation results revealed the considerable increase in wave height in coastal zone. The rate of height increase versus slope was calculated. Furthermore effect of decrease in width of the coastal zone on wave height increase was considered.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • tsunami
  • wave height
  • Beach Slope
  • Beach width
  • Numerical Modeling
[1] NOAA, USGS, FEMA, NSF, Alaska, California, Hawaii, Oregon, and Washington. Designing for Tsunamis, Seven Principles for Planning and Designing for Tsunami Hazards, )2001(.

[2] Helal, M.A., Mehanna, M.S., “Tsunami From Nature To Physics”, Chaos, Soliton  And  Fractals.  36, (2008), 787-796.

[3] SORENSEN، R. M., Basic Coastal Engineering, Wiley, New York, 3rd Edition, (2006).

[4] Dean R. G., DalrympleR.A.,"Water Wave Mechanics for Engineers and Scients",,London:Word Scientific Publishing Co., (1993).

[5] New Mexico corporation, “FLOW 3D Manual”, Ver 8.2,(2008).

[6] Zahibo N., Pelinovsky E., Talipova T., Kozelkov  A., Kurkin A., "Analytical and Numerical Study of Nonlinear Effects at Tsunami Modeling " , Applied Mathematics and Computation, 174, (2006), 795-809