شبیه‌سازی عددی شکست سد با روش اجزا محدود و المان‌های غیرخطی یک‌بعدی، بررسی موردی سد ارداک

در این پژوهش ابتدا معادله‌های آب‌های کم‌عمق تشریح شده و برای کاربرد مدل عددی اجزا محدود، معادله‌های حاکم به روش ریلی‌ریتز گسسته‌سازی و ماتریس سختی جز و کل محاسبه شده است. با حل دستگاه معادله‌های حاکم به روش‌ غیر‌صریح، عمق و سرعت جریان در طول کانال و در زمان‌های مختلف به‌ دست آمده است. مدل عددی با المان‌های سه، پنج و هفت گرهی با نتایج عددی سایر پژوهش‌گران صحت‌سنجی و هماهنگی مناسبی مشاهده شد. از نتایج این پژوهش آن است که به‌دلیل استفاده از المان‌های غیر‌خطی، اغتشاش‌های حاصل از حل غیر‌صریح به طور موثری نسبت به مدل‌های خطی کاهش یافته است. بعد از اطمینان از عملکرد صحیح مدل اجزا محدود، شکست سد ارداک مشهد به‌عنوان بررسی موردی آورده شده است. در این بررسی از سه زبری معادل (لوتر، پاولوفسکی و هورتون) برای مدل‌سازی عددی پدیده شکست سد و محاسبه عمق و سرعت آب در زمان و مکان‌های مختلف در طول رودخانه، استفاده شد. در طول مسیر پایین‌دست حداکثر عمق متوسط در پایین‌دست 78/24 متر با زبری معادل پاولوفسکی بوده و حداکثر سرعت نیز 05/15 متر بر ثانیه با زبری معادل لوتر در زمان 100 ثانیه است.