مدلسازی عددی آبشستگی زیر خط لوله تحت اثر جریان یا موج

خطوط لوله برای انتقال نفت و گاز از سکوهای نفتی فرا ساحل به ساحل در محیط دریایی نصب می شوند وجود لوله باعث می شود که میدان جریان در اطراف لوله تغییر کند. این تغییرات موضعی در جریان در نهایت باعث افزایش تنش برشی و همچنین سطح آشفتگی می شود. در نیتجه ظرفیت انتقال رسوب به طور موضعی در اطراف لوله افزایش می یابد و یاعث شسته شدن خاک زیر لوله می شود و لوله در قسمتهای یی از طول خود بدون اتکا باقی می ماند در نتیجه در اثر نیروی وزن و نیروهای هیدرودینامیکی در معرض شکست قرار می گیرد که می تواند منجر به خسارات مالی و زیست محیطی مهلکی شود. به دلیل اهمیت این موضوع محقیین زیادی در طول سه دهه اخیر بر روی فرایند آبشستگی زیر لوله کار کرده اند به طور کلی می توان مطالعه بر روی این فرایند را به دو دسته 1- مدلهای فیزیکی آِمایشگاهی و 2- مدلهای عددی تقسیم کرد برای بررسی چنین پدیده ای پیچیده ای تحقیقات فیزیکی متعددی صورت پذیرفته است اما این مدل ها در اندازه گیری بسیاری از پارامترها مقرون به صرفه نبوده و امکانات و ابزارها موجود غالبا برای اندازه گیری و ثبت کلیه داده ها محدود بوده است و ضمنا امکان درک صحیح از هیدرودینامیک حاکم چه در میدان جریان و چه در انتقال رسوب ناشی از آن را فراهم نمی آورند از طرف دیگر با پیشرتفتی که در چند دهه اخیر در علوم رایانه ای حاصل آمده مدلهای عددی متعددی بمنظور طرح و بررسی پدیده آبشستی زیر این خطوط لوله بوجود آمده اند مدلهای عددی شبیه سازی پدیده آبشستگی زیر لوله خود به دو دسته 1- مدلهای تکفاز و 2- مدلهای دو فاز تقسیم می شوند خود مدلهای تکفاز به دو گروه 1- مدلهای پتانسیل جریان (مدلهای قدیمی تر ) و 2- مدلهای آشفتگی دسته بندی می شوند و مدلهای دو فاز به دو گروه 1- مدلهای اویلری –اویلری و 2- مدلهای اویلری –لاگرانژی طبقه بندی می شوند مدلهای پتانسیل جریان توانایی شبیه سازی تشکیل و انتشار چرخابه ها را در پشت لوله ندارند بنابراین این دسته مدلها در پیش بینی شکل حفره آبشستگی دچار خطای زیادی هستند مدلهای آشفتگی و مدل دو فاز اویلری –اویلری اگر چه قادر هستند این چرخابه ها را در میدان جریان شبیه سازی کنند و لی به دلیل عدم شبیه سازی مناسب مجموعه دانه ای ذرات رسوب دچار نقطه ضعف می باشند در واقع این مدلها نمی توانند بی نظمی حرکات ذرات و اندرکنش ذره –ذره –سیال و ذره