شبیه سازی عددی امواج ناشی از زمین لغزش زیر سطحی با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم ناپذیر سه مرحله ای صریح

امواج ساحلی ناشی از زمین لغزش در دریاچه سدهای مخزنی می‌تواند ایمنی سد را مورد تهدید قرار دهد. بنابراین شناخت دقیق هیدرولیک جریان ناشی از امواج ساحلی همواره موردتوجه محققین بوده به‌گونه‌ای که تاکنون تحقیقات گسترده آزمایشگاهی و عددی را به خود معطوف نموده است. در این تحقیق از یک روش کاملا لاگرانژی عددی مبتنی بر ذرات و بدون شبکه بندی به‌نام روش هیدرودینامیک ذرات هموار برای شبیه سازی امواج ساحلی ناشی از زمین لغزش استفاده شده است. معادلات حاکم از یک الگوریتم جدید سه‌مرحله‌ایی هیدرودینامیک ذرات هموار که مبتنی بر روش پیش بینی و تصحیح است حل می‌شوند. به‌منظور معتبرسازی روش، از داده های آزمایشگاهی مسئله شکست سد روی بستر خشک استفاده شده است. نتایج این تحقیق، حل تحلیلی را خوب تقریب زده و مدل حاضر برای عمق جریان در محل شکست، به حل تحلیلی نزدیک است. رسیدن به ضریب همبستگی 0/9998 ،متوسط خطای مطلق 0/0542 و ضریب کارایی مدل نشساتکلیف0/974 برای پارامترهای موردمحاسبه، نشان می‌دهد مدل با دقت مناسبی کالیبره شده است و مدل مذکور توانایی شبیه سازی عمق و دبی آب را دارد. نتایج نشان داد که مدل‌سازی امواج ناشی از زمین لغزش در ناحیه تولید و ناحیه دورخیز توانایی بالایی دارد و ناحیه انتشار را با دقت 95 درصد به خوبی شبیه سازی می‌کند. از مقایسه نتایج اندازه گیری شده و آزمایشگاهی، مقادیر آماری ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب0/95 و 0/0071 به دست آمد که نشان دهنده دقت بالای مدل در محاسبه نیمرخ سطح آب ناشی از زمین لغزش زیرسطحی می‌باشد.

Numerical Simulation of Sub-Surface Landslide Waves Using an explicit three-step compressible SPH algorithm

The coastal waves that are produced by a landslide in the lake of reservoir dams can threaten the dam safety. Therefore, the exact recognition of hydraulic flow due to coastal waves has always been of interest to researchers. So far, extensive laboratory and numerical research have been conducted. In this research, a completely lagrangian numerical method which is based on particle and nongrid called the Smoothed Particle Hydrodynamic Method (SPH) was used to simulate coastal waves due to landslide. In the present study, a new threestep SPH algorithm based on the prediction and correction method was solved by governing equations. To validate the method, the laboratory data of the dam break problem on dry bed has been used. The results of this study approximated the analytical solution well, and the current model result was close to the analytical solution for the depth of flow in the break site. Also, the correlation coefficient of 0.9998, the mean absolute error of 0.5426 and the efficiency coefficient of the NashSutcliff model 0.974 for the calculated parameters indicated that the model is accurately calibrated and the model can simulate the depth and discharge of water. Also, the results showed that the ability of the present model in the numerical simulation of subsurface landslide wave in the production region and runup region is high, and it stimulates the propagation region very well with an accuracy of 95%. With the comparison of measured and laboratory results, the correlation coefficient and the root mean square error were 0.95 and 0.0071 respectively, which indicates the high accuracy of the model in calculating the surface water profile due to subsurface landslide.