شبیه‌سازی موج‌شکن نیمه‌استوانه‌ای در حالت غیریکنواخت در آب کم عمق

موج‌شکن‌ها سازه‌های ساحلی و فراساحلی هستند که از بنادر و سواحل در برابر امواج و جریان‌های ساحلی محافظت می‌کنند. موج‌شکن‌ها با کاهش ارتفاع موج و در نتیجه انرژی موج، نیروی موج را قبل از رسیدن به سواحل یا بنادر کاهش می‌دهند. ارتفاع موج در نزدیکی سواحل و در آب کم عمق نسبت به آب عمیق بیشتر می‌باشد. در این مطالعه، با توجه به پرهزینه و زمان‌بر بودن آزمایش یک نمونه موج شکن، نحوه‌ی شبیه‌سازی به وسیله‌ی نرم‌افزار استار مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، موج‌شکن نیمه‌استوانه‌ای در سه حالت بدون سرعت جریان برای مدل، با سرعت جریان برای مدل و با سرعت جریان برای نمونه اصلی شبیه‌سازی می‌شود. فضای شبیه‌سازی در شرایط غیریکنواخت، آب با عمق متوسط، خط آب بالاتر از سازه و با استفاده از حل کننده‌ی rans می‌باشد. در نهایت،‌ نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج عددی و آزمایشگاهی گذشته مورد صحت‌سنجی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج شبیه‌سازی دارای همخوانی خوبی با نتایج عددی و آزمایشگاهی می‌باشند. در نتیجه، از مدل‌های فیزیکی و حوزه شبیه‌سازی مدل شده می‌توان برای شبیه‌سازی سازه‌های ثابت دریایی استفاده نمود. استفاده از موج‌شکن نیمه‌استوانه‌ای در آب‌های عمیق با مشکلاتی همچون افزایش فضا و مصالح مصرفی روبرو می‌شود که برای رفع این مشکل موج‌شکن نیمه‌استوانه‌ای مرکب مدل و مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج بدست‌ آمده، درگ وارده بر این سازه نسبت به سازه اولیه افزایش یافته اما با توجه به طراحی، سازه فضای کمتری را اشغال و مناسب استفاده در آبهای عمیق نیز می‌باشد.

Simulation study of a semi_circular Caisson Breakwater in a Nonuniform State in a Shallow Water Situation

Breakwater is a coastaloffshore structure which is used to protect the harbors and shores from waves and coastal streams. Breakwaters decrease the height of the waves and reduce the energy of the waves before reaching the harbors. The height of the streams near harbors with shallow waters is very high in comparison to deep waters situation. Due to the time consuming and high cost of experimental study of a typical breakwater, the present study was conducted via the Star CCM Software. To this end, the composite semicircular breakwater was modeled under three different water line conditions. The simulation space for all the three conditions was the RANS equations. The results were compared and verified by the numerical and experimental results. It was found that the simulation results are in acceptable agreement with the reported experimental and numerical results. Therefore, the physical modeling and simulation field of the studied structure can be employed for simulation of the static coastaloffshore structures. The use of semicircular breakers in deep waters encounter with problems such as required space and construction materials. Therefore, a composite semicircular breaker was modeled and investigated to tackle these problems. Based to the results, the drag on composite semicircular breaker increases in comparison with the original structure; however, due to the design specifications of the structure, the semicircular breaker occupies less space and is suitable for application in deep waters.