مدلسازی عددی نیمرخ غلظت رسوبات چسبنده ناشی از اثر موج و جریان در محیطهای دریایی

مدلسازی عددی نیمرخ غلظت رسوبات چسبنده در نواحی ساحلی باید با ملاحظه مشخصات خاص رسوبات چسبنده، اثر متقابل بین موج و بستر گلی، فرسایش، ته نشینی و تحکیم انجام شود. در لایه بالایی مخلوط آب و رسوبات معلق، غلظت کم بوده و مخلوط آب و رسوب را می توان به صورت یک سیال نیوتنی در نظر گرفته و از معادلات ته نشینی آزاد برای ترسیب رسوبات استفاده کرد. در لایه پائین مخلوط آب و رسوب، غلظت رسوبات بالا بوده و مخلوط آب و رسوب را باید به عنوان یک سیال غیر نیوتنی در نظر گرفت. در محیطهای دریایی، عکس العمل امواج در مواجهه با بسترهای گلی و ماسه ای کاملاً متفاوت است چرا که بعد از تشکیل گل سیال، انرژی موج مستهلک شده و ارتفاع آن کاهش می یابد. شکست موج در ناحیه نزدیک ساحل پدیده ای غالب می باشد که نقشی اساسی در انتقال رسوبات دارد. بنابراین پیش بینی ارتفاع موج و محل رخداد در ناحیه شکست برای حالتیکه رسوبات از نوع چسبنده باشند اهمیت زیادی دارد. در ناحیه شکست موج، پیش بینی کاهش ارتفاع موج باید با ملاحظه رسوبات گلی بستر و شکست موج به طور همزمان انجام شود. مدلهای فرسایش sanford and maa (2001)، ته نشینی krone (1962)، تحکیم gibson et al. (1967)، شکست موجtajima (2004) و مدل رفتاری ویسکو-الاستیک-پلاستیک به منظور بررسی اثر متقابل موج و بستر گلی و پیش بینی نیمرخ غلظت رسوبات چسبنده مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین معادله انتقال-پخش با استفاده از روش جداسازی حل می گردد. در این روش معادله سه بعدی انتقال-پخش به دلیل مقیاسهای طولی متفاوت به یک معادله دو بعدی افقی و یک معادله یک بعدی عمودی تبدیل می شود. معادله یک بعدی عمودی با استفاده از روش ضمنی مرتبه سوم زمانی و مکانی quickest حل می شود و معادله دو بعدی افقی به دو قسمت انتقال و پخش تقسیم شده و هر قسمت به صورت جداگانه در مراحل زمانی مختلف حل می شوند. همچنین یک شبکه دو بعدی از خط ساحلی تا ناحیه عمیق دریا با ملاحظه فواصل زمانی و مکانی مناسب به منظور تأمین پایداری مدل عددی مورد استفاده قرار می گیرد. در نهایت نتایج مورد تحلیل قرار گرفته و با نتایج آزمایشگاهی، میدانی و سایر مدلهای عددی مقایسه می گردد که نتایج این مقایسه صحت و دقت مدل ارائه شده را تأیید می کنند.