بررسی فرم متوازن شده الگوی عددی شار متوسط وزن‌دار جهت شبیه‌سازی جریان در کانالهای باز

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

بخش مهندسی راه، ساختمان و محیط زیست دانشگاه شیراز

چکیده

در تحقیق پیش رو جریان یک بعدی در کانال روباز، با استفاده از فرم متوازن شده الگوی عددی شار متوسط وزن‌دار، شبیه سازی شده است که معادلات آب کم عمق را حل می نماید. به منظور پیشگیری از به وجود آمدن نوسانات با منشا غیر فیزیکی، از MINMOD به عنوان یک تابع محدود کننده شار استفاده شده است. سپس، برای دستیابی به یک فرم متوازن از الگوی شار متوسط وزن‌دار با هدف شبیه سازی جریان آب کم عمق، یک فرآیند بازسازی خطی بر روی عبارت شار اعمال شده است. شبیه سازی های صورت گرفته به وسیله الگوی بدست آمده در حالت های مختلف از جمله جریان آب کم عمق در حالت های جریان ساکن روی کف کانال با ناهمواری‌های مختلف، شکست سد روی بستر های خشک و تر و جریان روی سرریزهای لبه پهن با مقادیر مختلف عدد فرود، حاکی از کارایی، پایداری و دقت الگوی متوازن شار متوسط وزن‌دار بدست آمده در این تحقیق است.

کلیدواژه‌ها


Asi, P. and Amiri, S.M. (2016). Numerical evaluation of flow variables in the presence of sudden changes in level of channel bottom applying weighted average flux scheme, MSc Thesis, Shiraz University of Technology, Shiraz. (In Persian)
Audusse, E., Bouchut, F., Bristeau, M.O. and Klein, R. (2004). Perthame, A fast and stable well-balanced scheme with hydrostatic reconstruction for shallow water flows, SIAM Journal on Scientific Computing, 25(6), 2050–2065.
Nieto, E.D. and Reina, G. (2008). Extension of WAF type methods to non-homogeneous Shallow Water Equations with pollutant. Journal of Scientific Computing, 37, 193-217.
Mahdavi, A. and Rakhshandehroo, G.R. (2012). Numerical Simulation of Unsteady Dam Break Flow Using Weighted Average Flux Scheme. Journal of Iran-Water Resources Research, 8, 64-80.
Pongsanguansin, T., Maleewong, M. and Mekchal, K. (2016). Shallow-water simulations by a well-balanced WAF finite volume method: a case study to the great flood in 2011, Thailand. Compute Geosci, 20, 1269–1285.
Toro, E.F. (2009). Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamic A Practical Introduction. 3rd ed. Springer, Verlag.
Toro, E.F. (2001). Shock-Capturing Methods for Free-Surface Shallow Flows. Wiley and Sons, LTD.
Toro, E.F., Ata, R., Pavan, S. and Khelladi, S. (2013). A Weighted Average Flux (WAF) scheme applied to shallow water equations for real-life applications. Advances in Water Resources, 62, 155-172.
Zhou, j.G., Causon, D.M., Ingram, D.M. and Mingham, C.G. (2002). Numerical solutions of the shallow water equations with discontinuous bed topography. International Journal of Numerical Methods in Fluids, 38, 769–788.