منبع پایان نامه درباره
مدل‌سازی، دریای عمان، هیدرولیک، توانایی اطمینان

منبع پایان نامه درباره مدل‌سازی، دریای عمان، هیدرولیک، توانایی اطمینان

دانلود پایان نامه

دسترس است. این دادهها دارای دقت 5/0 درجه بوده و قدم وقتی اونا هم 6 ساعته. در شکل 3-4 گلباد درآورده شده از دادههای ECMWF در منطقه طرح نشون داده شده.

شکل 3-4: گلباد سالیانه 12 ساله حاصل از دادههای ECMWF ]2[

3-3-1-7. آزمایش و انتخاب گلباد مبنای تحقیقات
به منظور انجام تحقیقات پیشبینی امواج ضرورت داره تا یه گلباد به عنوان مبنای تحقیقات انتخاب شه. پس عوامل مختلفی بر بررسی و انتخاب گلباد مبنای تحقیقات تأثیرگذار میباشند. از مهمترین عواملی که در انتخاب گلباد مبنای تحقیقات مورد توجه قرار میگیرند میشه به مواردی مثل همخوانی دادهها با رژیم کلی بادهای منطقه، قدم وقتی دادههای ثبتشده و طول دوره آماری دادههای موجود اشاره کرد. بدیهیه هرچه قدم وقتی ثبت دادهها کوچیک تر باشه، تغییرات وقتی رخداده در وضعیت بادهای یه منطقه رو بهتر پوشش می ده. از طرف دیگه اگه قدم وقتی ثبت دادهها خیلی بزرگ باشه، ممکنه بعضی طوفانها که دارای زمان تداومی کمتر از قدم وقتی ثبت دادهها هستن، در دادههای ثبتشده دیده نشوند. در مورد طول دوره آماری ثبت دادهها هم هرچقدر این میزان بیشتر باشه، نبود قطعیت کاهش مییابد.
تحقیقات نشون می ده که تقریباً همه گلبادهای ارائه شده با وضعیت کلی بادهای خلیج فارس همخوانی دارن. در مورد اطلاعات ماهواره Quickscat با توجه به طول دوره آماری تقریباً کم دادههای در دسترس این مجموعه (6 سال) و ضمنا قدم وقتی ثبت رکوردها (12 ساعت)، استفاده از این اطلاعات واسه درآورده باد طرح پیشنهاد نمیشه. از طرف دیگه درصد بادهای آروم که دارای سرعتی کمتر از 5/2 متر بر ثانیه میباشند هم خیلی زیاد است. در مورد دادههای ECMWF وجود بازه آماری تقریباً خوب (11 سال) و ضمنا قدم وقتی رکوردهای ثبتشده (هر 6 ساعت یه بار) قابل توجه است. اما با توجه به این که این دادهها مستقیماً ثبت نشده و خود نتیجه اجرای مدلهای هواشناسی میباشند و امکان ایجاد خطا در این مدلها هست، بنابر این استفاده از این مجموعه پیشنهاد نمیشه. اما اطلاعات ثبتشده در ایستگاه هواشناسی بندر دیر به خاطر طول بازه آماری کافی و قدم وقتی مناسب (3 ساعت) و ضمنا همخوانی خوب با وضعیت کلی بادهای خلیج فارس ( باد شمال، جنوب و قوس) و هم نزدیک بودن محل ثبت این دادهها به محل پروژه الان مطمئنترین منبع اطلاعاتی حساب شده و به عنوان مبنای محاسبات در ادامه تحقیقات به کار میرود.

3-3-2. تحقیقات امواج
امواج به دلیل باد معمولاً به عنوان مهمترین امواج بین طیف موج در دریا در نظر گرفته میشه. تعیین مشخصات امواج به دلیل باد به صورت کمی در جدا سازی وتحلیل های مهندسی و هم طراحی سازههای دریایی مهم است. وقتی که سرعت باد، طولی که باد روی اون میوزد و یا مدت زمان وزش باد افزایش یابد، ارتفاع و پریود موج حاصله افزایش مییابد. بنابراین مشخصات امواج به دلیل باد تابعی از سرعت باد، مدت وزش باد و طول بادگیر مؤثر هست. درنتیجه شناخت دقیق مشخصات امواج به دلیل باد به خاطر انرژی بالای اونا، واسه طراحی سازههای ساحلی و فراساحلی موردنیازه. در این رابطه شناخت مشخصات موج در آب عمیق و تغییرات ایجادشده روی مشخصات موج بین انتقال اون از آب عمیق به آب کمعمق هم لازمه. تا الان مدلها و روشهای زیادی مثل روشهای تجربی و مدلهای طیفی-عددی واسه پیشبینی پارامترهای امواج و مدلسازی امواج دریا تهیه شده.
3-3-2-1. وضعیت کلی امواج در خلیج فارس و دریای عمان
امواج تولیدشده در خلیج فارس به طورکلی به امواج محلی23 و امواج دورآ24 تقسیم میشوند. بیشترین حد ارتفاع موج محلی و موج دورآ در انتهای پهنترین منطقه مرکزی خلیجفارس به ترتیب به 6/1 متر یا بیشتر و 2 متر یا بیشتر میرسد. کمه کم امواج در باریکترین منطقه یعنی تنگه هرمز نگاه شده. درمجموع در 75% اوقات، خلیجفارس و دریای عمان آروم و دارای تلاطم کمیه. ولی تقریباً 5 تا 6% اوقات ممکنه سراسر منطقه دارای تلاطم با امواج به ارتفاع 6/1 متر یا بیشتر باشه. فاصله وقتی امواج در قسمت شمالی خلیج فارس کوتاه و بین 3 تا 5 ثانیهه. چون فاصله بین دو ساحل یا طول بخش مؤثر بادگیر و مدت وزش باد محدوده. در قسمت جنوبی، متوسط فاصله وقتی بین دو موج کمی بیشتره. در رأس خلیج فارس امواج دورآی کوتاه و متوسط فقط طی ماه های زمستون به طور تکراری از جنوب و جنوب غربی به اتفاق میپیوندد. تنگه هرمز به خاطر شکل اون دارای امواج دورآی کوتاهه؛ ولی بعضی وقتا به ویژه در تابستون در قسمت شرقی اون امواج دورآی بلندتری از دریای عمان وارد اون میشه]2[.
3-3-2-2. منابع دقیقتر واسه تعیین مشخصات امواج منطقه طرح
به خاطر نبود وجود آمار و اطلاعات امواج کافی و با دوره وقتی مناسب، از روش مدل سازی عددی واسه پیشبینی مشخصات امواج استفاده میشه. در دهههای گذشته با پیشرفت رایانه و بالا رفتن توان پردازندهها، مدلهای ریاضی (عددی) پیچیدهای واسه پیشبینی مشخصات امواج به دلیل باد تهیه شدهاند. ازجمله این مدل سازی ها، پروژه شبیهسازی امواج دریاهای ایران (ISWM) که به وسیله مرکز ملی اقیانوسشناسی و به سفارش سازمان بنادر و دریانوردی انجام شده و نتایج اون تهیه گردیده، است. ضمنا از دیگه منابع موجود میشه به مدلی که به وسیله شرکت مهندسین مشاور پویا طرح پارس در پروژه احداث پناهگاه قایقهای صیادی بندر دیر و به سفارش سازمان شیلات ایران انجام شده، اشاره کرد
. به خاطر نزدیکی ایستگاه سینوپتیک بندر دیر به موقعیت پروژه، از مقادیر باد اندازهگیریشده در این ایستگاه جهت بارگذاری این مدل موج استفاده شده. در پروژه شبیهسازی امواج دریاهای ایران از دادههای باد تقریباً نادقیق (با بازههای وقتی 6 ساعته) استفاده شده. حال اونکه در پروژه پناهگاه قایقهای صیادی از اطلاعات باد ایستگاه هواشناسی دیر استفاده شده که نه تنها در بازههای وقتی کوچیک تر (3 ساعته) ثبت شدهاند، بلکه به خاطر نزدیک بودن این ایستگاه اندازه گیری به منطقه موردمطالعه، از توانایی اطمینان بیشتری بهره مند است. واسه همین در تحقیق حاضر از نتایج این مدل سازی استفاده میشه.
در شکلهای 3-5 و 3-6 گل موج سالیانه آب عمیق و آب کمعمق نشون داده شدهاند. عمق آب در محل درآورده گل موج آب عمیق در حدود 30 متر و واسه درآورده گل موج آب کمعمق در حدود 7 متر بوده.

مطلب مرتبط :   دانلود پایان نامه درموردمدل‌سازی، سریهای وقتی، مثل‌سازی، عمل طراحی

شکل 3-5: گل موج سالیانه آب عمیق]2[

شکل 3-6: گل موج سالیانه آب کمعمق]2[
در این دو شکل زیادی امواج با ارتفاع های مختلف واسه راستاهای مختلف در جدول زیر هر شکل به جدا آورده شده. همون گونه که نگاه می شه، امواج فراساحلی بیشتر از ارتباط با غرب (با زیادی 28 درصد) و جنوب شرق (با زیادی 11 درصد) میآیند و ارتفاع امواج حتی به بیشتر از 2 متر هم میرسد. بااین حال با انتقال امواج فراساحلی به ناحیه ساحلی نگاه میشه که امواج تغییر جهت نسبی دادهاند.
در ناحیه ساحلی موردمطالعه با توجه به گل موج آب کمعمق، بلندترین امواج از جهتهای جنوب شرقی (با زیادی 15 درصد) میآیند؛ البته درصد اتفاق این امواج کمتر از امواجی هست که از جهت غرب-جنوب غربی میآیند (زیادی 30 درصد). در گلموج سالیانه آب کمعمق، امواجی با ارتفاع 4/1 متر به چشم میخورد. واسه بررسی دقیقتر ارتفاع امواج در زمان های مختلف سال نقطه های در جنوب بندر دیر در عمق 7 متری انتخاب شده و نتایج سری وقتی ارتفاع موج هرساله در اون درآورده شده. این نتایج در نمودار 3-1 نشون داده شده.

نمودار 3-1: سری وقتی ارتفاع امواج سالیانه نقطه های در عمق 7 متری جنوب بندر]2[
نتایج سری وقتی ارتفاع موج نشون دهنده اینه که بیشترین حد ارتفاع موج نزدیک ساحل در حدود 1/2 متر است. ضمنا این شکل نشون می ده که بزرگ ترین امواج از آخرای پاییز (دسامبر) تا وسطای زمستون (فوریه) رخ میدهند.
3-4. انتخاب مدل عددی
مدل مورداستفاده در این پایاننامه، ماژول BW از نرم افزار MIKE 21 است. این مدل با استفاده از روش عددی اختلافات محدود (FDM) پیشرفت داده شده. در روش اختلافات محدود، کل میدون حل با استفاده از شبکههای مستطیلی و متعامد تقسیمبندی شده و مرزهای واقعی و بی نظم هم به صورت ترکیبی از اجزای مستطیلی تقریب زده میشوند. نرم افزار MIKE 21 که به وسیله انستیتو هیدرولیک دانمارک (DHI)25 طراحی و پیشرفته، توانایی مثل سازی امواج، تغییرات سطح آب، جریان های دریایی به دلیل موج و جزر و مد، پخش یا پخش شوری،گرما و آلودگی دریا، بررسی امواج به دلیل زلزله های زیردریایی و هیدرولیک رسوب رو دارا هست. این نرم افزار جریان رو دوبعدی و تک لایه خیال کرده و از تغییرات چگالی در عمق صرف نظر می کند. نرم افزار نامبرده دارای مدولهای مختلفی مثل هیدرودینامیک26، امواج دور از ساحل27، امواج نزدیک ساحل28، امواج بوسینسک29، انتقال رسوب30، پخش آلودگی و گرما در دریا31 هست]11[.
MIKE 21 BW ابزاری واسه مدلسازی عددی پریشونی امواج در بنادر، لنگرگاهها و نواحی ساحلی است. MIKE 21 BW شامل دو مدل 1DH و 2DH است. مدل 2DH مختصات دوبعدی افقی و مدل 1DH مختصات یکبعدی افقی رو در برمی گیرد. معادلات بوسینسک پیشرفته، مدلهایی مناسب واسه شبیهسازی پخش غیرخطی امواج جهتی از آب عمیق به آب کمعمق ایجاد میکنند. این ماژول توانایی بازتولید اثرات ترکیبی از همه پدیدههای مهم مورد انتظار در بنادر، لنگرگاهها و سواحل رو داره که شامل مواردی چون پشته کردن موج32، انکسار33، تفرق34، شکست موج35، حرکت خط ساحل36، درخشش جزئی37، انتقال موج38، برهمکنش غیرخطی موج-موج39، پخش فرکانس40 و پخش جهتی41 میشه.

مطلب مرتبط :   منابع و ماخذ مقاله حقوقسازمان ملل متحد

ناحیه پرکاربرد و اصلی MIKE 21 BW تعیین و آزمایش دینامیک امواج در بنادر و نواحی ساحلی است. پریشونی داخل حوضچه های بنادر یکی از مهم ترین عواملیه که در انتخاب محل ساخت و تعیین طرح بهینه بنادر در مورد معیارهای از پیش تعریف شده واسه آشفتگی42 قابل قبول موج، در نظر گرفته می شه. این مدل طبق حل عددی معادلات بوسینسک، شبیهسازی پریشونی داخل بنادر رو ممکن میسازد. معادلات بوسینسک اینجا دو نوع می باشن: الف) معادلات بهبودیافته بوسینسک که واسه پخش امواج از آب عمیق به آب کمعمق بهطوریکه نسبت ماکزیمم عمق آب به طول موج آب عمیق h/L≈0.5 باشه، مورد استفاده قرار میگیرد. ب) معادلات سنتی بوسینسک که واسه شرایط h/L≈0.22 مناسب است]11[.

3-4-1. معادلات حاکم در مدل سنتی MIKE 21 BW
اولین معادله، معادله ترتیب است که به صورت زیر بیان میشه:
(3-1)
دومین معادله، معادله مومنتوم در جهت x است:
(3-2)
سومین معادله، معادله مومنتوم در جهت y است:
(3-3)
معادلات بالا میتوانند بهصورت زیر هم نوشته شن:
معادله ترتیب بازنویسی شده به صورت شار:
(3-4)
معادله مومنتوم بازنویسی شده در جهت x:
( 3-5)

برای دانلود متن کامل فایل این  پایان نامه می توانید  اینجا کلیک کنید

دیدگاهتان را بنویسید

بستن منو