در این تحقیق با استفاده از روش عددی پنل مرتبه بالا بالا برآمدگی مرتبه اول حاصل از برخورد موج و جریان به یک استوانه بزرگ و ثابت در دریا در حوزه زمان محاسبه می شود. بررسی اثرات توام موج و جریان یکنواخت حول یک جسم ثابت در دریا معادل حرکت جسم در دریا با سرعت جریان می باشد. سرعت جریان یکنواخت (سرعت حرکت جسم در دریا)، و کوچک فرض می شود تا اثرات جدایی جریان قابل صرف نظر کردن باشد و بتوان از فرض جریان پتانسیل استفاده کرد. با توجه به این موضوع معادله لاپلاس به همراه شرایط مرزی غیرخطی دینامیکی و سینماتیکی در سطح آزاد و شرایط مرزی کف، سطح جسم و دوردست حل می شود. با توجه به حرکت سطح آزاد، با استفاده از بسط تیلور حول سطح آزاد، شرط مرزی متحرک به شرط مرزی ثابت تبدیل شده و با استفاده از روش اختلالی معادلات دیفرانسیل غیرخطی به معادلات خطی تبدیل شده تا امکان استفاده از اصل برهم نهش فراهم گردد. بدین ترتیب پتانسیل حاصل از جریان، موج برخوردی و موج بازگشتی بصورت جداگانه محاسبه می شوند که در این راستا پتانسیل جریان حول جسم و پتانسیل موج برخوردی دارای حل تحلیلی بوده ولی برای محاسبه موج بازگشتی از روش پنل مرتبه بالا استفاده شده است. بدین منظور برنامه رایانه ای در نرم افزار مطلب نوشته شده است که در این برنامه از یک زیر برنامه به زبان فرترن استفاده شده است. لازم به ذکر است که المان بندی میدان حل در نرم افزار ansys انجام می شود که برای رسیدن به این هدف یک ماکرو در این نرم افزار نوشته شده است. در پایان نتایج حاصل از کار حاضر با نتایج موجود دیگر محققین مقایسه می شود. با توجه به اینکه در این روش پنلهای چهار ضلعی با هشت گره استفاده شده که انخنای سطح جسم را بهتر تقریب می زند، می توان گفت که نتایج حاصل دارای دقت بیشتری در مقایسه با روش پنل ثابت می باشد.

در این پایان نامه، به کمک نرم افزار flow-3d میدان جریان عبوری از سریز اوجی بررسی می گردد. همچنین اثر هندسه سرریز و بلندای آب بالا دست سرریز بر میدان جریان و توزیع فشار بررسی شده و تاثیر مدل های مختلف آشفتگی (prandtl، و rng (renormalized group) در میدان جریان نیز مورد توجه بوده است. نرم افزار flow-3d یک برنامه تحلیلی میدان جریان است که معادلات حاکم بر میدان جریان عبوری از روی سرریز که همان معادلات rans (reynolds averaged navier stocks)می باشند را حل نموده و از روش vof (volume of fluid) برای تعیین پروفیل سطح آزاد جریان و از تکنیک favor (fractional of area/volume representation) برای در نظر گرفتن موانع در میدان جریان استفاده می کند. تغییر هندسه سرریز باعث تغییر توزیع فشار بر تاج سرریز و میزان دبی عبوری از آن می شود، که این نکته در طراحی پروژه های مشابه مفید می باشد. تاثیر بلندای آب پشت سرریز نیز بر حل میدان جریان و فشار روی سرریز همخوانی خوبی با نتایج آزمایشگاهی آقایان savage و johnson در سال 2001 و آیین نامه ای مانند usbr(u.s. bureau of reclamation) و usace(u.s. army crops of engineer) دارد در این تحقیق تاثیر هندسه و بلندای آب بالا دست سرریز در میزان هوای وارد شده به جریان در اثر پدیده خودهواگیری نیز بررسی شده است و یکی از مزیت های این تحقیق نسبت به موارد مشابه می باشد. با توجه به نتایج بدست آمده از تحقیق حاضر کارآمدی مدل عددی مورد استفاده در تحلیل جریان های دارای سطح آزاد و آشفته نمایان می گردد، که این امر دلیلی بر لزوم استفاده از روش های عددی در کنار روش های آزمایشگاهی، جهت بهینه سازی مدل و صرفه جویی در هزینه و زمان است، اما در حال حاضر استفاده از این روش به تنهایی و بدون مدل آزمایشگاهی در پروژه-های بزرگ توصیه نمی گردد.