بررسی تاثیر ناهمواری‌های مختلف بستر بر عملکرد موج‌شکن شناور مستطیلی با استفاده از مدل عددی Flow-3d

امروزه موج شکن های شناور به صورت گسترده مورداستفاده قرار می گیرند. این نوع سازه ها در مقایسه با سایر موج شکن های سنگریزه ای دارای مزایای مهمی به ویژه در ارتباط با مسائل زیست محیطی هستند. اغلب مطالعات در مورد این نوع موج‌شکن‌ها بر روی بستر مسطح انجام‌گرفته است ولی در عمل ناهمواری‌های بستر به‌ویژه در نواحی ساحلی کم‌عمق می‌تواند عاملی تاثیرگذار در عملکرد این نوع سازه‌ها باشد. در پژوهش حاضر با استفاده از نرم‌افزار flow3d تاثیر هندسه‌های مختلف ناهمواری بستر بر عملکرد موج‌شکن‌های شناور موردبررسی قرارگرفته است. امواج تابیده‌شده به مدل از نوع نامنظم و طیف انرژی موج مربوطه جانسوآپ بوده است. ابتدا نتایج شبیه سازی عددی با داده‌های آزمایشگاهی در مورد بستر مسطح مقایسه شده و تطابق منطقی بین آنها حاصل گردید. ناهمواری‌های بستر در دو گروه موردبررسی قرار گرفتند. در گروه نخست ناهمواری‌های منفرد و در گروه دوم ناهمواری‌های پیوسته در نظر گرفته شد. جهت بررسی تاثیر هندسه‌های مختلف ناهمواری‌های منفرد در بستر، سه حالت معمول از این ناهمواری‌ها به‌صورت مستطیلی و ذوزنقه‌ای با یال به زاویه 70 درجه و سهمی در نظر گرفته‌شده و برای بررسی تاثیر ارتفاع ناهمواری بر عملکرد موج‌شکن شناور، این ناهمواری‌ها در ارتفاع‌های مختلف انتخاب و سپس ناهمواری‌های پیوسته نیز به دو شکل سینوسی و دیون با ابعاد مختلف شبیه‌سازی شدند. معلوم شد ناهمواری به شکل مستطیل از بین ناهمواری‌های منفرد تاثیر زیادی بر بهبود راندمان موج‌شکن شناور دارد و با افزایش ارتفاع آن، عملکرد موج‌شکن تا حدود 40 درصد بهبود می‌یابد در حالی که بهبود عملکرد موج‌شکن در اعمال ناهمواری مثلثی شکل حداکثر 30 درصد است. همچنین معلوم شد ناهمواری پیوسته سینوسی نسبت به تمام حالت‌های ناهمواری‌های منفرد با ارتفاع متناظر بهتر عمل می‌کند و می‌تواند تا حدود 20 درصد در بهبود عملکرد موج‌شکن موثر باشد. نتایج نشان داد از بین ناهمواری‌های پیوسته به شکل دیون، شکل ویژه‌ای از آنها تاثیر بیشتری بر بهبود عملکرد موج‌شکن شناور نسبت به سایر حالت‌ها دارد و علاوه بر ارتفاع دیون، طول آن نیز در بهبود عملکرد موج‌شکن شناور موثر است.

Effect of Different Uneven Bed Topography on Performance of Pontoon Type Floating Breakwater Using Flow3D

Floating breakwaters have widely been used in the past and at the present. These types of structures have some important advantages in comparison with the rubble mound breakwaters, particularly in relation to the environmental issues. In the past, most of the studies for these kinds of breakwaters have been focused on flat beds, however, in practice, uneven bed topographies, especially in shallow coastal areas, can be an effective factor in performance of these structures. For the current study, the effect of various geometries of bed forms on performance of floating breakwaters was investigated using Flow3D software. The incident waves to the model were irregular types and the wave energy spectrum was JONSWAP. The uneven bed forms were investigated in two categories. For the first group, singular uneven bed forms were considered whereas for the second category continuous uneven forms were considered.First, to investigate the effect of different geometries of single bed forms, three common modes of these bed forms as rectangular, trapezoidal with an angle of 70 degrees and a parabolic have been considered. Also, in order to investigate the effect of bed form height on floating breakwater performance, these uneven forms have been studied at different heights. The continuous bed forms were then simulated in two forms of sinusoidal and dunes with different dimensions. Based on the results of this research, it was found that the rectangular uneven bed form of the singular forms had a great influence on improvement of efficiency of the floating breakwater and with increasing its height the performance of breakwater increased. It was also found that the continuous bed form performed better than the all singular uneven forms modes With corresponding height. Finally, the numerical results showed that among the continuous uneven forms of dune shapes,