مجيد دري

مدل‌سازي عددي استهلاك انرژي موج به‌وسيله‌ي صفحه‌ي مشبك

چکيده

در اين پايان­نامه با استفاده از روش بدون شبکه­ي مبناذره­اي SPH به مدل­سازي استهلاک انرژي موج به­وسيله­ي صفحه­ي مشبک افقي پرداخته شده است. مساله­ي موج در مخزني بررسي شده است که در يک انتهاي آن موج­ساز و در انتهاي ديگر صفحه­ي مشبک قرار دارد. الگوريتم جديدي براي جستجوي ذرات مجاور ارايه شده است تا زمان مدل­سازي کاهش يابد. علاوه بر الگوريتم جستجوي ذرات، از پردازش موازي با استفاده از SMP نيز استفاده شده است تا زمان محاسبات تا حد امکان کاهش يابد. درنتيجه­ي اين تمهيدات امکان مدل­سازي بيش از يکصدهزار ذره در زمان کمي فراهم شده است و ذرات را مي­توان به­حدي کوچک کرد که از سوارخ­هاي صفحه­ي مشبک عبور کنند.

با مقايسه‌ي زمان مدل‌سازي به‌صورت موازي با ديگر الگوريتم‌هاي موجود، افزايش سرعتي تا 10 برابر مشاهده شده است. در ادامه الگوريتم طراحي شده و کد نوشته شده، براي مدل­سازي مساله­ي شکست سد استفاده شده است. داده­هاي موقعيت پيشاني موج به­دست آمده از مدل­سازي، تطابق خوبي با داده­هاي آزمايشگاهي دارد و نشان­دهنده­ي صحت عملکرد الگوريتم است. سپس مساله­ي انعکاس موج از ديواره­ي قايم بررسي شده است. نتايج اين مدل­سازي نيز تطابق بسيار خوبي با نتايج مورد انتظار دارد. در نهايت نيز مساله­ي مدل­سازي صفحه­ي مشبک افقي انجام شده است و نتايج با نتايج آزمايشگاهي و تحليلي چو وکيم (2008) مقايسه شده است. مقادير ضريب انعكاس 62/0 و 71/0 براي نسبت طول صفحه به طول موج 13/0 و 11/0، تطابق بسيار خوبي با داده­هاي آزمايشگاهي چو وکيم دارد. در اين کار براي اولين بار مسأله­ي برخورد موج با صفحه­ي مشبک، با استفاده از حل کامل معادلات ناوير-استوکس انجام شده است. اين در حالي است که مطالعات قبلي در اين زمينه از جريان پتانسيل براي مدل­سازي استفاده کرده­اند.