حل مسئله شکست سد با استفاده از روش بدون شبکه چند ربعی با وجود اصطکاک و شیب بستر

نویسندگان

1 دانشگاه قم

2 دانشگاه قم

3 دانشگاه قم

4 دانشگاه قم

doi
10.30482/jhyd.2024.462205.1706
چکیده

شکست سد پدیده‌ای است که در پی آن سیلاب عظیمی به سمت پایین‌دست، جریان می‌یابد. حل معادلات حاکم بر پدیده آب‌های کم‌عمق به دلیل غیرخطی بودن نیازمند ملاحظات خاص است. در این تحقیق، معادلات برای استفاده از روش حل شبه‌خطی دستگاه معادلات غیرخطی، بازنویسی گردید. روش بدون شبکه پایه شعاعی با مزایایی همچون ایجاد یک تابع پیوسته پاسخ در سراسر میدان محاسباتی، قابلیت بالا در شبیه‌سازی هندسه‌های نامنظم و پیچیده، توانایی شبیه‌سازی ناپیوستگی‌های موجود در پاسخ‌ها، تعمیم آسان به مسائل سه‌بعدی و غیره شناخته می‌شود. این روش برای احتراز از برخی از مشکلات روش‌های باشبکه، شامل تعریف شبکه و نیاز به شبکه منظم از خطوط متقاطع، بعضا نیاز به حل اساسی وابسته به شرایط مسئله، تکینگی و گسسته‌سازی کل میدان و نیز برخورداری از مزایای روش های بدون شبکه مانند پیوستگی تابع پاسخ در میدان و آسانی تغییر در آرایش نقاط توسعه داده شد. به این منظور، دستگاه معادلات دیفرانسیل حاکم، برای حل مسئله شکست سد با وجود شیب و اصطکاک بستر بازتولید گردید. علاوه براین برای گسسته‌سازی جمله‌های زمانی از روش اختلاف ‌محدود پیشرو و برای کاهش نوسانات غیرفیزیکی از جملات مستهلک کننده در معادلات حاکم استفاده گردید که این جملات به صورت ضرایبی از مشتقات مرتبه دو در جهات x و y در معادلات اعمال می‌شوند که مقادیر بهینه این ضرائب در جهت هر دو محور x و y برابر با 25/0- بدست آمد. در نهایت با حل چند مثال، کارآمدی و دقت قابل قبول این روش در مقایسه با روش‌های عددی و تحلیلی موجود نشان داده شد.