طراحي مدل عددي جهت مطالعه اثر كشند و اختلاف چگالي در محيط اقيانوسي آزمايش‌گاهي نيمه بسته و ناتراز

Designing a numerical model to study the effect of tide and density gradient in a theoretical non level and half closed basin

هدف از طراحي اين مدل عددي آزمايش‌گاهي، به‌دست آوردن زمينه‌ي لازم براي طراحي مدل عددي اقيانوسي براي محيط‌هاي واقعي مانند خليج‌فارس است. در اين پژوهش ميدان‌هاي فراسنج‌هاي فيزيكي، با طراحي يك مدل عددي سه بعدي مبتي بر معادلات مقدم، در دست‌گاه مختصات كروي زمين با آرايه قائم سيگما، همانند‌سازي گرديده است..محيط اقيانوسي ما، يك حوضه نيمه بسته‌ي فرضي ده لايه اقيانوسي در تشابه جغرافيايي با خليج‌فارس نظر گرفته شده و براي حل معادلات مدل از روش تفاضل متناهي استفاده گرديده است. تغييرات تراز آب در تنگه هرمز از داده‌هاي مورد استفاده در اجراي مدل است. اجراي مدل نشان داد كه در اين محيط اقيانوسي نيروي كشند در مقايسه با نيروي ناشي از اختلاف چگالي، نيروي غالب است. نيز اجراي 90 روزه‌ي مدل نشان داد كه بيشينه‌ي جرياني معادل با 27/2 متربرثانيه در اين محيط در محدوده‌ي تنگه ايجاد خواهد شد كه چرخش پادساعت‌گردي را در حوضه ايجاد كرده و تغييرات ارتفاع آب نسبت به تراز ايستا در اين دوره 55/3 متر به‌دست آمد. . نتايج اين مدل با واقعيت‌هاي چرخش در خليج‌فارس تطابق قابل توجهي دارد و مي‌توان نتيجه گرفت روش به كار رفته در طراحي اين مدل مي‌تواند اساس ايجاد مدل اقيانوسي مناسبي براي خليج‌فارس باشد.

The purpose of this numerical model design is to provide the basic information for designing an oceanic numerical model for real-life environments such as the Persian Gulf. In this research, physical parameter fields are simulated by designing a three-dimensional numerical model based on the primitive equations on spherical coordinates system with sigma vertical coordinate. To solve equations of model is used Finite difference method. An oceanic ten layer hypothetical basin similar to the Persian Gulf is considered. The changes in the water level in the Strait of Hormuz are used in running of the model. Running of this model showed that in this oceanic basin, the tidal force is a dominant force compared with density gradient. Also, 90-day implementation of the model showed that the maximum current generated in this oceanic basin is equivalent to 2.27 m/s near the strait of Hurmoz which can create an anticlockwise circulation in basin and the maximum total change in water heights was 3.55 m in relation to the baseline during this period. The results of this model are significantly correlated with the realities of the Persian Gulf circulation and it can be concluded, applied method to design this model can be suitable for surveying the hydrodynamics of coastal and ocean waters including real area the Persian Gulf.