مدل سازي امواج برخوردي به موج شكن مستغرق با استفاده از روش المان مرزي

Boundary Element Analysis of Incident Waves Passing a Submerged Breakwater

موج شكن هاي مستغرق با هدف كنترل تغييرات مرفولوژي ساحل و حركت رسوبات ساحلي در برابر حمله امواج ساخته مي شوند. در تحقيق حاضر با استفاده از روش المان مرزي (BEM) مساله تفرق امواج برخوردي به موج شكن هاي صلب شيبدار و عمودي موجود در زير سطح آب مورد تحليل قرار گرفته است. معادله انتگرالي المان مرزي با استفاده از المانهاي مرزي ثابت و خطي جهت حل معادله‌ لاپلاس (معادله‌ي سيال تراكم نا‌پذير) توسط يك برنامه‌ كامپيوتري كه به زبان فرترن نوشته شده است، به حل مساله مقدار مرزي مي پردازد. تفرق امواج در دو نوع موج شكن شناور و مستغرق مطالعه شده است كه جهت رسيدن به اين هدف، مطالعه پارامتري روي ضرايب بازتاب و عبور و تغييرات تراز سطح آب تحت تاثير شرايط مختلف موج برخوردي از جمله عدد موج، زاويه برخورد و تيزي موج، و شرايط مختلف سازه اي از جمله عرض و ارتفاع، و زاويه قرارگيري موج شكن انجام شده است.

The principle included in construction of submerged breakwater is to protect beach from morphological changes and the sediment transport against incoming waves. In the present study, boundary element method (BEM) is employed for solving the scattering problem of incident wave passing the vertical and inclined submerged breakwaters with rigid boundaries. The boundary element integral equation with constant and linear elements is used to solve the Laplace equation (for the incompressible fluids) in boundary value problems by development of a FORTRAN computer program. The diffraction of water waves has been investigated in floating and submerged breakwaters so that to gain this goal, a parametric study on the water wave reflection and transmission coefficients and the water surface elevation has been performed considering the influence of various sea states such as wave number, obliquely of waves and wave stippness, and several structural configurations such as width, depth and angle of inclination.