منطقه مجاور ساحلی شامل ناحیه زوال امواج یا موجک های منهدم شده و شکسته و ناحیه بالاروی یا یورش آب ساحلی است. ناحیه بالاروی امواج از لحاظ هیدرودینامیکی کاملا شناخته شده نمی باشد و دانش موجود از فرآیندهای هیدرودینامیکی که در این ناحیه رخ می دهد در مقایسه با فرآیندهای سایر نواحی ساحلی، به دلیل ماهیت ناشناخته آنها کامل نیست. بررسی جامع و کامل پدید های هیدرودینامیک منطقه بالاروی امواج خصوصا با توجه به این نکته که در حیطه کاربردی موضوع، قسمت مهمی از میزان انتقال رسوب ساحلی در این ناحیه انجام می شود، بسیار با اهمیت است. از طرف دیگر هنوز یک مدل خاص برای این ناحیه که کلیه جنبه های مهم منطقه بالاروی امواج ساحلی (نظیر شیب و نفوذپذیری بستر، شکست/انهدام امواج و موجکها و آشفتگی، جریانهای بازگشتی، تنشهای برشی، ضریب اصطکاک ، اندرکنش بالاروی امواج و انتقال رسوب) را در بر داشته باشد، به طور کامل توسعه داده نشده است. بنابراین هدف اصلی از این مطالعه، شناخت جزئیات فرآیندهای هیدرودینامیکی در منطقه بالاروی امواج ساحلی با توجه به تحقیقات انجام گرفته و شبیه سازی این فرآیندها با بهره گیری از روش ها و رویکردهای نوین عددی برای رسیدن به درک بهتر از فعل و انفعالات رخ داده در این منطقه ساحلی می باشد. آنچه پیداست، روش های معمول به کار رفته تا کنون توانایی مدلسازی جامع جریان این ناحیه را به دلیل تعامل واقعی آن با بستر طبیعی نفوذپذیر نداشته اند و اندک تحقیقات انجام شده نیز به روش های تقریبی و با بکارگیری روابط تجربی، اثرات مهم نفوذ/خروج را در نظر گرفته اند. به همین منظور پس از بررسی سایر روش های مطرح شده در ادبیات فنی و بررسی امکان سنجی و کارآمدی آنها، در ابتدا یک مدل عددی سه بعدی با رویکرد پیوستار (بر پایه معادلات متوسط حجمی ناویر-استوکس) جهت یکپارچه سازی روش ها در تمام عمق میدان برای شبیه سازی هیدرودینامیک جامع منطقه ساحلی شامل شکست نهایی موج، بالاروی و پائین روی توده، آشفتگی و جریانهای بازگشتی روی بستر نفوذپذیر ارائه می شود. این مدل با حل معادلات متوسط گیری حجمی در سه شکل اصلی در محیط متخلخل همگن، تخفیف یافته در محیط سیال همگن و اصلاح شده برای ناحیه بینابینی با تخلخل متغیر، کل میدان جریان را پوشش داده و تحلیل می نماید . سطح آزاد جریان به روش حجم سیال و آشفتگی جریان به روش شبیه سازی گردابه های بزرگ مدلسازی شده است. مدل عددی در دو مرحله توسعه داده شده است. در گام اول، فرمولاسیون رویکرد پیوستار برای میدان جریان کانال با بستر نفوذپذیر توسعه داده شده است. مدل عددی در این مرحله از توسعه با تعداد زیادی اجرا در تخلخل های متفاوت و مقایسه با داده های یک حالت ساده ی آزمایشگاهی، کنترل و صحت سنجی شده است. در گام دوم بر اساس ساختار اصلی مدل در مرحله قبل و انجام اصلاحات و تغییرات لازم خصوصا در مرزها، فرمولاسیون مدل برای جریان ناحیه ساحلی در گستره ی شرایط متفاوت هیدرودینامیکی از ابتدای منطقه داخلی شکست تا انتهای منطقه بالاروی ساحلی بسط داده شده است. نتایج تحلیل این مدل عددی در مرحله دوم در شرایط مختلف هندسی (شیب بستر، طول، عمق و عرض میدان) و فیزیکی (نفوذپذیری های مختلف بستر، امواج منظم و تصادفی) که تقریبا منطبق با شرایط ابتدایی انجام یک گروه داده آزمایشگاهی خاص بوده اند، با تاکید بیشتر بر ناحیه بالاروی با نتایج آزمایشگاهی و همچنین برخی مفاهیم و نظرات قطعیِ بیان شده در ادبیات فنی این ناحیه مقایسه گردیده است. مقایسه نتایج، حاکی از آن است که مدل هیدرودینامیکی توانایی خوبی برای پیش بینی میدان جریان و سطح آزاد آن، کمیت های آشفتگی، باتوجه به اندرکنش بالاروی و نفوذپذیری بستر نسبت به روش ها و معادلات متدوال دیگری چون rnas، بوسینسک و nlsw دارد. میزان تاثیر درجات مختلف نفوذپذیری بستر ساحلی بر کمیت و کیفیت فرآیندهایی چون مقدار بالاروی، میدان آشفتگی (ناشی از شکست و ناشی از زبری ظاهری و ذاتی بستر)، پروفیل سطح آزاد، میدان سرعت های متوسط و لحظه ای تا حد امکان مورد بررسی و کنکاش قرار گرفت.

در ابتدا، فیزیک پدیده ی انفجار و بخصوص انفجار زیر آب را با روابط متعدد تحلیلی و تجربی تشریح کرده و عوامل دخیل در آن را شناسایی نمودیم. روش بدون المان ذرات هموار متحرک به عنوان ابزاری مناسب،برای تحلیل انفجار زیر آب مورد استفاده قرار گرفت. در پایان این تحقیق، روش عددی ذرات هموار متحرک در آنالیز انفجار زیر آب ابزاری توانمند و روشی کارا ارزیابی .. این مهم برپایه ی نتایج خروجی برنامه رایانه ای ls-dyna به دست می آید.روش sph در حل مسائل زیر ابزاری بسیار توانمند و کارآ می نماید: 1ـ تحلیل انفجار یک هسته ی پرفشار زیر آب و فاز انبساط محصولات گازی (حباب). 2ـ تحلیل مسائل انفجار در زیر آب و بررسی اثرات امواج باز تابشی از موانع صلب. 3ـ تحلیل اندرکنش حباب ناشی از انفجار با سطح آزاد ساکن (تغییرات سطح آزاد). 4- مدل سازی احتراق سریع (detonation) ماده منفجره در محیط های سه بعدی سیال.

مدلسازی عددی سونامی و سیلابهای ناشی از آن از سال 2004 و پس از سونامی اندونزی مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است . معادلات حاکم بر حرکت امواج سونامی معادلات آبهای کم عمق هستند ، اما علاوه بر حرکت امواج سونامی ، به منظور مدل سازی سونامی باید ابتدا سونامی را به وجود آورد و سپس امواج آب ناشی از آن را مدلسازی کرد . در این پایان نامه با استفاده از مدلسازی عددی حرکت امواج سونامی در اقیانوس و سیلاب ناشی از آن در ساحل مدلسازی گردیده است . تئوری شکست الاستیک برای ایجاد سونامی مورد استفاده قرار گرفته است . معادلات آبهای کم عمق خطی در فضای کروی برای مدلسازی نحوه حرکت امواج در پیکره اقیانوس و معادلات آبهای کم عمق غیر خطی در فضای کارتزین برای مدلسازی سیلاب ناشی از سونامی در خشکی مورد استفاده قرار گرفته است . برای صحت سنجی مدلسازی از داده های ثبت شده مربوط به سونامی سال 2011 در ژاپن استفاده شده است . مدلسازی سیلاب ناشی از سونامی در ساحل شرقی آمریکا انجام گرفته است و نتایج به صورت نقشه سیلاب منطقه ارائه گردیده است . هدف از انجام این پایان نامه ارئه راهکاری به منظور پیش بینی میزان آبگرفتگی ساحل در اثر سونامی می باشد . با استفاده از نتایج این پایان نامه می توان میزان خرابی سواحل در برابر سیلاب را کاهش داد . کلمات کلیدی : معادلات آبهای کم عمق ، سونامی ، مدلسازی عددی ، سیلاب سونامی

یکی از سازه های حساس و مهم ساحلی، اسکله ها می باشند که برای مصارف تجاری، صیادی، تفریحی و... احداث می شوند. از انواع پرکاربرد و رایج اسکله ها اسکله های شمع و عرشه هستند که در ایران هم تعداد بسیار زیادی از این نوع اسکله ساخته شده است. هزینه احداث اسکله ها بسیار بالا بوده و در صورت آسیب دیدن و یا خرابی آن ها خسارت های جانی و مالی بسیار زیادی به بار می آید. با توجه به اهمیت اسکله ها، در طراحی اسکله های جدید و یا بررسی عملکرد و یا ترمیم و مقاوم سازی اسکله های قدیمی، همگام با رشد و توسعه علم ، از روش های نوین و نرم افزارهای تجاری و قدرتمند باید بهره جست. در طراحی اسکله های شمع و عرشه شیب بستر دریا به صورت افقی در نظر گرفته می شود. در این پژوهش برانیم رفتار این نوع اسکله ها در صورت احداث برروی یستر شیبدار ویا موج شکن را بررسی نماییم.

سرریزهای تندآبراه از جمله موثرترین سازه های هیدرولیکی جهت انتقال حجم زیاد آب به پایاب در سدهای خاکی و در زمانی که خاک بستر رودخانه در مقابل فرسایش آبی مقاومت نداشته باشد می باشند. در این نوع سرریز ها عموماً جریان فوق بحرانی بوده و بدلیل سرعت زیاد، جریان آشفته است. بنابراین در شبیه سازی آن، مدل آشفتگی از اهمیت فراوانی برخوردار می باشد. تحقیق پیشرو، با هدف بررسی مدل های مختلف آشفتگی در سرریز های تندآبراه انجام گرفته است. برای مدل سازی از نرم افزار فلوئنت استفاده شده است. این نرم افزار با استفاده از روش حجم محدود معادلات حاکم بر جریان را حل می نماید. در این تحقیق شبیه سازی سطح آزاد با استفاده از روش حجم سیال (vof) می باشد. مدل های آشفتگی k-? استاندارد، k-? rng، k-? قابل درک، k-? استاندارد و k-? sst با هم مقایسه شده اند. این مدل سازی به ازای سه دبی مختلف آزمایش شده، و مقادیر فشار استاتیکی در 60 مقطع، سرعت در 18 مقطع و همچنین پروفیل سطح آب در طول تندآب، اندازه گیری شده است. جهت صحت سنجی شبیه سازی، از نتایج مدل آزمایشگاهی سد مخزنی آزاد بر روی رودخانه چم گوره استان کردستان استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که دو مدل k-? استاندارد و k-? sst به داده های آزمایشگاهی نزدیک تر می باشند. مدل های k-? در نواحی نزدیک دیواره که جریان دچار کاهش سرعت موضعی می شود، عملکر ضعیفی دارند. در ادامه، وضعیت جریان بر روی سه هواده قرار گرفته در طول تندآب، مورد بررسی قرار گرفت که مدل k-? sst نتایج بهتری را ارائه می دهد. این مدل در نواحی نزدیک دیوار به صورت مدل k-? استاندارد و در نواحی دور از دیواره به صورت مدل k-? استاندارد عمل می کند. در نتیجه مدل k-? sst عملکرد مناسب تری نسبت به سایر مدل ها دارا می باشد.

در این تحقیق مدل عددی که قادر به مدل‏سازی مسئله روگذری امواج آب با هر شرایط اولیه دلخواه باشد، با بهره¬گیری از روش هیدرودینامیک ذرات هموارشده (sph) تهیه شده است. روش هیدرودینامیک ذرات هموارشده، روش لاگرانژی و بدون شبکه¬ی مبتنی بر ذرات بوده که قادر به مدل‏سازی عددی جریان¬ امواج دارای تغییر شکل¬های زیاد با دقت بالا است. برای تخمین و مدل سازی میزان روگذری موج بر روی دیوارهای ساحلی، دایک ها و دیگر سازه های حفاظت ساحلی تاکنون از روش های مختلفی استفاده شده است. در این تحقیق برای رفع نقایص و افزایش دقت این مدل سازی ها، این پدیده با استفاده از روش sphمدل سازی شده است. برای شبیه سازی جریان های با سطح آزاد در معادلات ناویر – استوکس به فرم لاگرانژی، ذرات سیال با استفاده از روش عددی در گام های زمانی متعدد دنبال می شوند. در این تحقیق ابتدا مسئله بالاروی موج منفرد با استفاده از مدل عددی، با یک مدل آزمایشگاهی صحت سنجی شد و تطابق خوبی بین مدل آزمایشگاهی و مدل حاضر حاصل گردید. سپس، مسئله روگذری موج منفرد مدل‏سازی و نتایج آن با داده¬های آزمایشگاهی مقایسه شده است. باید به این نکته اشاره کرد که ذرات تا 0.006 متر کوچک شدند و در برخی مدل ها بیش از 30000 ذره وجود دارد که باعث شده نتایج دقیق تر شوند. نتایج به دست آمده نشان می¬دهد که مدل sph حاضر، مدلی مناسب برای شبیه سازی مسائل پیچیده¬ی مکانیک سیالات با شرایط مرزی سطح آزاد می¬باشد.

موج شکن های شناور به منظور ایجاد محیطی امن جهت حفاظت از سازه های ساحلی در برابر نیروی امواج به کار می روند. استفاده از این موج شکن ها در مکان هایی که بستر دریا از پایداری لازم جهت تحمل نیروی مصالح برخوردار نیست و همچنین در محل هایی با عمق نسبتا زیاد، بسیار اقتصادی خواهد بود. با وجود حجم وسیع فعالیت های انجام گرفته در مناطق ساحلی کشورمان از یک سو و اهمیت طراحی سازه های حفاظت از ساحل با کاربرد مناسب و هزینه کم از سوی دیگر، می توان از این نوع موج شکن ها بعنوان یکی از مهم ترین سازه های حفاظتی مورد استفاده در این سواحل نام برد. بنابراین لزوم دستیابی به دانش فنی طراحی و ساخت موج شکن شناور و همچنین عدم وجود تجربه اجرایی در کشور، اهمیت تحقیق و پژوهش در این زمینه را آشکار می نماید. مطالعاتی که تاکنون در مورد موج شکن های شناور انجام پذیرفته است، غالبا به بررسی شاخصه های هیدرولیکی این سازه ها، نظیر ضریب عبور موج و ضریب انعکاس موج پرداخته اند، ازین رو نیاز جدی به بررسی رفتار سازه ای این موج شکن ها و تعیین سازگاری با محیط آن ها احساس می شود. در این مطالعه به بررسی عملکرد موج شکن های شناور ? شکل و تاثیر افزودن تیغه های میراگر در کاهش پاسخ های حرکتی آن ها پرداخته شده است. به همین منظور عملکرد این موج شکن ها برای مقادیر مختلف عرض موج شکن، عمق آبخور، ارتفاع صفحه عمودی و عرض تیغه افقی مورد بررسی قرار گرفته و با متغیر قرار دادن فرم هندسی بدنه سازه و در نظر گرفتن معیار بهترین و بیشترین سازگاری با شرایط مختلف محیطی (best seakeeping performance)، نمونه هایی از سازه مزبور برای شرایط محیطی حاکم بر دریای کاسپین بهینه سازی شده است. برای مدل سازی عددی موج شکن مذکور از نرم افزار moses_7.05.042 استفاده گردیده است. به منظور افزایش بعد عملی مطالعه، شرایط و پارامترهای شبیه سازی متناسب با شرایط حاکم بر آب های کرانه های دریای کاسپین در محدوده بندرانزلی انتخاب گردیده اند. نتایج عددی بدست آمده نشان می دهد که عمق آبخور عامل بسیار تعیین کننده در میزان بازدهی موج شکن شناور مورد نظر است. همچنین افزایش عرض سازه در کاهش پاسخ موج شکن شناور بسیار تاثیر گذار است. افزودن تیغه های میراگر افقی در انتهای صفحه های عمودی نیز حرکت roll را کاهش خواهد داد.

بنادر یکی از گلو گاه های مهم اقتصادی، نظامی و سیاسی محسوب می شوند. این موضوع سازه های بندری را جزء سازه های با اهمیت ویژه قرار می دهد که تاثیر بسزایی در ادامه حیات کشورها دارند. در میان سازه های ساحلی، اسکله ها به جهت کاربردهای فراوان از جمله تامین دسترسی خشکی به دریا، پهلوگیری و مهاربندی شناورها و ... اهمیت ویژه ای دارند. اسکله های شمع و عرشه به دلایل متعدد به گزینه ای بسیار متداول و مطلوب در نقاط مختلف دنیا تبدیل شده اند. امروزه هزینه ناچیز حمل و نقل دریایی در مقایسه با سایر روش های حمل و نقل این گزینه را یکی از بهترین گزینه ها برای امر حمل نقل مبدل کرده است. کشور ایران نیز از موهبت الهی دسترسی وسیع به دریا از شمال و جنوب به خوبی استفاده کرده است. به دلیل در دسترس بودن امکانات و تجهیزات اجرایی و شرایط محیطی مناسب و دانش فنی کافی، اسکله های شمع و عرشه فراوانی جهت تامین نیازهای بازرگانی، نفتی، صنعتی، صیادی و تفریحی کشور احداث شده اند. با توجه به خطر بالای لرزه خیزی کشور عزیزمان و امکان وقوع زلزله های مخرب در مناطق شمالی و جنوبی و همچنین آسیب دیدن سازه های ساحلی و اسکله ها در زلزله های اخیر در جهان، ضرورت طراحی مناسب لرزه ای سازه های مذکور بیش از پیش عیان گردیده است. ضروری است طراحی این سازه ها در برابر بارهای ناشی از زلزله به درستی انجام گیرد. در این این پژوهش روش های مختلف تحلیل لرزه ای اسکله شمع و عرشه با یکدیگر مقایسه شده اند. برای نیل به این هدف ابتدا دوازده اسکله ی متفاوت شمع و عرشه به روش طول گیرداری در محیط برنامه sap2000 مدل سازی شده اند. تمامی اسکله های مدل سازی شده موازی ساحل و به صورت منظم می باشند. که از این اسکله ها می توان به اسکله ی بندر شیف، اسکله ی کاتانیا جزیره ی سیسیل ایتالیا و ده اسکله ی فرضی دیگر نام برد. در گام بعدی بر روی اسکله های مدل سازی شده تحلیل لرزه ای استاتیکی و تحلیل لرزه ای طیفی صورت پذیرفته است و نتایج با یکدیگر مقایسه شده اند.

چکیده ندارد.