توسعه مدل عددی بدون شبکه برای شبیه سازی پدیده رانش زمین به صورت مستغرق
نویسندگان
1 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان
2 دانشجوی دکترای مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان
3 بخش مهندسی عمران، ژئوفیزیک و معدن، دانشگاه پلی تکنیک مونترال، مونترال، کانادا
doi
10.30482/jhyd.2018.56084چکیده
رانش زمین پدیده طبیعی پیچیده ای است که معمولاً در نزدیکی کوه ها، اقیانوس ها، خلیج ها و مخازن به وقوع می پیوندد. در سال های اخیر، افزایش اثر خطرات رانش زمین روی زندگی بشر در سراسر جهان، نیاز به یافتن روشهای اقتصادی و قابل قبول برای پیش بینی وقوع و قدرت تخریب رانش زمین ها را افزایش داده است. تلفات انسانی در اثر رانش زمین در کشورهای درحال توسعه بیشتر بوده، درحالیکه زیان های اقتصادی در کشورهای توسعه یافته شدیدتر است. پیچیدگی های پدیده رانش زمین (به ویژه در زیر آب) که شامل جریان چندفازی همراه با تغییرشکلهای بزرگ می شود، مدلسازی عددی این پدیده را با روشهای موجود شبکه مبنا مشکل می سازد. به همین دلیل، هدف از انجام تحقیق حاضر، تهیه و توسعه یک مدل عددی بدون شبکه برای شبیه سازی پدیده رانش زمین میباشد. روشهای لاگرانژی بدون شبکه، ازجمله روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) و روش نیمه ضمنی ذرات متحرک (MPS)، امکان مدلسازی عددی جریان و رسوب را در شرایطی که تغییرشکلهای بزرگ و یا گسستگی در مرزها وجود دارد، فراهم میسازد. در این تحقیق، از روش لاگرانژی MPS برای شبیه سازی پدیده رانش زمین با جریان دوفازی استفاده شده است. فاز رسوب به صورت سیال غیرنیوتنی (ویسکو-پلاستیک) و به کمک مدل رئولوژی µ(I) به مدل معرفی گردیده است. مدل توسعه داده شده برای رانش مستغرق صلب و رسوبی صحت سنجی و ارزیابی شده و نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی و عددی موجود مقایسه گردید. پروفیل سطح آب و سطح رسوب بهدست آمده از این مدل عددی توافق خوبی با نتایج موجود نشان می دهد، به گونه ای که میزان خطای RMSE محاسبه شده در پیش بینی پروفیل سطح آب و رسوب در مدل عددی مطالعه حاضر نسبت به مدلهای عددی مقایسه شده دیگر کمتر می باشد.
