نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تبریز

2 هیئت علمی دانشگاه تبریز

3 عضو هیأت علمی دانشکده عمران دانشگاه تبریز

چکیده

موجشکن های شمعی از جمله موجشکن های باز هستند که تبعات زیست محیطی کمتری نسبت به شکل مرسوم موجشکن ها (موجشکن های توده سنگی) دارند. در این تحقیق برای بررسی رفتار موج شکن شمعی در برابر امواج از روش های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، استفاده شده است. در تحقیق حاضر مدل پایه مربعی شکل مورد آزمایش در نرم افزار دینامیک سیالاتی شبیه سازی شده است. نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه و صحت سنجی گردیده است. در ادامه مدل نه پایه ای موجشکن شمعی با مقاطع دایره ای و مربعی مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این مدل تأثیر شکل و جهت گیری مقطع پایه موج شکن بر پارامتر ضریب بازتاب موج بررسی گردیده است. با توجه به روابط ارائه شده برای تک پایه مربعی، زاویه قرارگیری پایه های موجشکن در برابر امواج نامنظم به منظور بهبود کارایی موجشکن شمعی مورد ارزیابی قرار داده شده است. در طی این مقاله زوایای بهینه قرارگیری گروه پایه های مربعی (17=ψ، 15=ζ و 12=ψ، 10=ζ) در برابر امواج پیشنهاد گردیده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که عملکرد مدل موجشکن مورد مطالعه با مقطع مربعی برای پایه های موجشکن در بهترین حالت آن در قیاس با سایر حالات موجشکن، حداکثر 33 درصد و حداقل 7 درصد عملکرد بیشتری در بازتاب امواج دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Pile Geometric Characteristics Effect on Pile Breakwater Performance under Sea Waves Loading via Physical Models and Numerical Solution

نویسندگان [English]

  • mehrdad shokatian 1
  • alireza mojtahedi 2
  • Hamid Ahmadi 3

1 university of tabriz

2 university oftabriz

3 university of tabriz

چکیده [English]

Pile breakwaters are the type of slotted breakwaters that decrease the wave effect on coastal areas but do not entirely stop the wave activity by transmitting just a certain ratio of the wave energy. Pile breakwaters have less environmental consequences than the conventional type of breakwaters (Rubble mound breakwaters). In this study, the numerical simulations of pile breakwater and wave interaction are carried out by Computational Fluid Dynamics (CFD) methods and compared and validated with gathered laboratory data. In this paper, a model of pile breakwaters with nine piles imposed on regular and irregular wave attack is simulated and investigated via using CFD software. The main goal of this paper is to investigate the effect of piles shape and orientation on the wave reflection coefficient. According to proposed equations for wave reflection coefficient of the mono pile with square cross section and various Orientation against wave, the angle of attack waves is evaluated in order to improve the efficiency and performance of the pile breakwaters. Based on the reflection coefficient equations proposed in this paper, the angles ψ=12° and ζ=10° or ψ=17° and ζ=15° of piles against wave are proposed as the optimum angles. Results demonstrate the piles with square cross section which are in optimum condition have maximum 33 percent and at least 7 percent larger reflection than other conditions in the considered pile breakwater model.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pile Breakwaters
  • Wave Reflection Coefficient
  • Computational fluid dynamics