مدل سازی جریان و آشفتگی در اثر انتشار امواج کوتاه غیرخطی با روش vof در مدل هیدرودینامیک wise برای جریان های لایه بندی شده ی دوفازی

جریان های لایه بندی شده ی دوفازی در اثر اختلاف چگالی ناشی از مواد معلق و محلول نمک، رسوبات چسبنده و تغییرات درجه حرارت در مصب رودخانه ها، سواحل، اقیانوس ها و مخازن سدها اتفاق می افتد. تخمین دقیق سطح آب و سطح مشترک بین دو لایه در اثر انتشار امواج در چنین محیط هایی برای امکان پیش بینی صحیح عملکرد جریان های لایه بندی شده ی دوفازی دارای اهمیت است. در این تحقیق مدل عددی هیدرودینامیک دوبعدی در قائم وایز (wise; width integrated stratified environments) مورد استفاده گرفته و از روش حجم سیال برای مدل سازی سطح آب و سطح مشترک لایه ها بهره گرفته شده است. در مدل وایز که یک مدل دوبعدی انتگرال گیری شده در عرض و بر اساس سیستم مختصات اختیاری اویلری- لاگرانژی است، معادلات میانگین گیری شده ی رینولدزی نویر- استوکس با روش احجام محدود گسسته و در دو گام جزیی به روش پروجکشن حل می شوند. برای روش حجم سیال از روش یانگز استفاده می شود، که در این روش الگوریتم انتقال تابع رنگ بر بازسازی تکه ای خطی سطح مشترک استوار می باشد. در شبکه ی اویلری سطح آب و سطح مشترک به دست آمده، به شبکه اویلری- لاگرانژی منتقل می شود و با استفاده از سطح آب شبکه جدید تولید و همچنین با استفاده از سطح مشترک جدید چگالی و لزجت در سراسر مدل بروز رسانی می شود. در این مدل برای اعمال اثرات آشفتگی جریان از مدل استاندارد با در نظر گرفتن جملات غوطه وری استفاده شده است. برای صحت سنجی هیدرودینامیکی مدل آزمایش های عددی نوسان های موج ایستا در یک مخزن محدود، حرکت امواج استوکس و سالیتاری شبیه سازی شده اند. برای چگونگی عملکرد مدل در محیط های دوفازی و لایه بندی شده حرکت امواج سالیتاری داخلی انتشار موج بر روی بستر رسوبی لجنی مدل سازی شده است و با نتایج با نتایج تحلیلی و اندازه گیری های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است. بررسی ها نشان می دهد که مدل حاضر قابلیت های مناسبی جهت شبیه سازی امواج سطحی غیر خطی و امواج غیر خطی که در سطح مشترک جریان های لایه بندی شده ی دوفازی تشکیل می شود، دارد.