کتاب مدلسازی عددی و فیزیکی در مهندسی سواحل

برخورداری از نواحی ساحلی از جمله سرمایه های ارزشمند ملی محسوب میگردد. کشور ایران نیز با قرارگیری در مجاورت مرزهای دریایی دارای هزاران کیلومتر خطوط ساحلی میباشد. طبیعتا توجه دقیق به جنبه های فنی و محاسبات مهندسی شرایط بهره برداری از پتانسیل های نهفته در مناطق ساحلی و استفاده از امتیازات مجاورت با آبهای آزاد از قبیل توسعه فعالیتهای فرهنگی اقتصادی نظامی و موقعیتهای بی نظیر حمل و نقلدریایی را ارتقا میدهد از سوی دیگر یک محیط دریایی همواره در معرض چالشهایی ناشی از عملکرد فرآیندهای پیچیده ای متاثر از شرایط خاص هیدرولیکی تحت اثر انواع جریانهای دریایی مکانیک امواج و مکانیسم فرسایش و رسوبگذاری قرار دارد که عدم شناخت دقیق و فنی این عوامل موجب اخلال در بهره مندی از مزایای مذکور و همچنین وقوع آسیبها و خسارتهای هنگفت مالی و جانی میگردد علوم مطرح در زمینه مهندسی سواحل طی چند دهه گذشته پیشرفت چشمگیری داشته اند بطوریکه این حوزه تبدیل به علمی مدرن گردیده است. رشته های دانشگاهی در برگیرنده مفاهیم علوم دریائی نیز سالهای متمادی است که در کشور ایران شکل گرفته اند و مباحث مربوطه به طور علمی و عملی و از جنبه های آموزشی و پژوهشی به طور جدی دنبال میگردند به عنوان مثال در گرایش مهندسی عمران سواحل، بنادر و سازه های دریایی فرآیندهای اشاره شده در قالب دروسی نظیر مبانی هیدرولیک دریا روشهای عددی در مهندسی دریا و اصول مهندسی سواحل به طور دقیق مورد مورد مطالعه قرار می گیرند. تجارب حاصل در خلال تدریس چندین ساله دروس مرتبطه مولفین را بر آن داشت تا خلاصه ای از جنبه های پایه ای جهت فرمول بندی و حل عددی مدلهای ریاضی و همچنین مطالعات فیزیکی مطرح در اصول مهندسی سواحل را به نگارش در بیاورند. کار حاضر در حقیقت تلاشی برای نشان دادن امکان و قابلیت استفاده از مفاهیم مدلسازی در زمینه مطالعات...

دریای آزاد این مرز به خودی خود ویژگی و خصوصیت محدود سازی خاصی نداشته و شرط قابل تشخیص ساده ای نیز نمی توان برای منصور شد اما به منظور اقتصادی بودن و کاهش حجم محاسبات معرفی شرط مرزی در این مرز ضرورت دارد لذا مرز فیزیکی یا فرضی برای این مرز جهت مشخص کردن محدوده محاسباتی مورد نظر از کل قلمرو سیال (دریا) معرفی می گردد.

فصل دوم مدلهای ریاضی جریان ساحلی و انتقال آلودگی ۷۷

در شرایطی که حوضچه ساحلی نیمه بسته ای به از طریق مرز باز مشخص و ثابتی با عمق عمیقتر مرتبط می شود معرفی این مرز ساده است. چنان که در این مرزبندی ها برای مؤلفه های افقی سرعت انجام نشده باشد، نباید مقدار تقریبی را برای این مرز فرض کرد. مناسب ترین شرط مرزی قابل اعمال در این مرز شرط مرزی تشعشی (با جذب برخوردی با این مرز و عدم انعکاس آن است. بیان ریاضی این شرط مرزی با اصل بقاء برای موج متحرک و مرتبط ساختن مؤلفه نرمال سرعت متوسط در عمق با تر از سطح آزاد به حاصل می گردد

(10-2)

‏n.U = √(g/h)‏

در این رابطه بردار نرمال واحد بر مرز است. عبارتی هم ارز با معادله (۱۰۲) را می توان با

استفاده از تئوری امواج بلند خطی متحرک در یک امتداد به دست آورد. این عبارت فرم

دیفرانسیلی بخش تشعشی را بیان می کند

(11-2)

‏5+ (gh) = 0‏

مقدار کلی با استفاده از جمع آثار موج برخوردی) موج انعکاس یافته به دست می آید: (۱۲-۲)

5 = 5+5

شرط مرزی سطح آزاد

باد در مجاورت سطح آزاد - در ارتفاع ۱۰ متری - آب دارای مؤلفه های و است و

موجب اعمال نیروی اصطکاکی بر سطح آزاد آب می گردد. مؤلفه های این نیروی اصطکاکی را را

می توان با روابط زیر نمایش داد

دی