مهندسی عمران مدرس، جلد ۱۹، شماره ۶، صفحات ۰-۰
عنوان فارسی شبیه سازی عددی زمین لغزش بر روی شیب های غیر صلب بوسیله روش هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم ناپذیر سه مرحله ایی صریح
چکیده فارسی مقاله پدیده زمین­ لغزش در دریاچه سدها و رودخانه­ ها، و تولید و انتشار امواج حاصل از آن، بعنوان یکی از مسائل مهم و پیچیده در زمینه مهندسی هیدرولیک مطرح است. امروزه بسط و گسترش روابط عددی و فرآیند مدل­سازی توانسته تا حدودی به درک منطقی از این پدیده­ ها برسد. در این مقاله از یک روش لاگرانژی جهت حل معادلات حاکم بر جریان استفاده شده است. در ابتدا روش هیدرودینامکی ذرات هموار تراکم­ناپذیر سه مرحله­ایی صریح تعریف می ­شود. به منظور معتبرسازی روش، از مسئله شکست سد روی بستر خشک و مسئله زمین­ لغزش زیر سطحی استفاده شده‌ است. در مسئله اول، رسیدن به ضریب همبستگی 9998/0، متوسط خطای مطلق 0542/0 و ضریب کارایی مدل نش-ساتکلیف 974/0 برای پارامترهای مورد محاسبه، نشان می­دهد مدل با دقت مناسبی کالیبره شده است که حاکی از قابلیت بالای این روش در شبیه­ سازی جریان­ های با سطح آزاد و پدیده ­های مربوط به امواج می­ باشد. همچنین از مقایسه نتایج اندازه ­گیری شده با آزمایشگاهی در قسمت شبیه­ سازی زمین­ لغزش زیر سطحی، مقادیر آماری ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا بترتیب 95/0 و 0071/0 بدست آمدند که این نتایج نشان­ دهنده دقت بالای مدل در محاسبه نیمرخ سطح آب ناشی از زمین­ لغزش زیرسطحی می ­باشد. سپس سه سناریو جهت مدل­ سازی زمین ­لغزش طراحی و اجرا گردید. در این پژوهش به شی ب­ها و جسم غیر صلب، بعنوان یک ماده رئولوژیکی (سیال شبه­پلاستیک) نگریسته شده و تحت سیال غیر نیوتنی کاریویاسودا در مدل­ سازی وارد شدند. در واقع ذرات خاک بستر شیبدار غیر صلب بصورت دانه­ هایی که با خود مشخصات سیال را حمل می­ کنند مدل­ سازی شده ­اند. در نهایت نتایج در زمان­ های 3/0 و 6/0 ثانیه آورده شده­ و تحلیل گردیدند.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله هیدرودینامیک ذرات هموار،سیال غیر نیوتنی،زمین‌لغزش،روش لاگرانژی
عنوان انگلیسی Numerical simulation of landslide on non-rigid slopes by an explicit three-step incompressible smoothed particle hydrodynamic
چکیده انگلیسی مقاله The coastal waves caused by landslide in the lake of reservoir dams can threaten the safety of the dam. Therefore, the exact recognition of hydraulic flow due to coastal waves has always been of interest to researchers. So far, extensive laboratory and numerical research has been devoted to it. Also, the phenomenon of landslide in the lake of dams and rivers, and the production and propagation of waves resulting from it, is one of the most important and complex issues in the field of hydraulic engineering. Today, the expansion of numerical relations and the modeling process have somewhat contributed to a rational understanding of these phenomena. In this research, a Lagrangian method is used for solving governing equations. Initially, the hydrodynamic method is defined as an explicit three-step incompressible smoothed particle hydrodynamic. This method, by replacing the fluid with a set of particles, provides an approximate solution to the fluid dynamics equations. In this simulation, there are a series of arbitrary interpolation points that can be assumed to be fluid particles. All variables are calculated by these points and are calculated by an interpolation function. In order to validate the method, the dam break problem on dry bed and the subsurface landslide problem have been used. In the first issue, the correlation coefficient of 0.9998, the mean absolute error of 0.5426 and the efficiency coefficient of the Nash-Sutcliff model 0.974 for the calculated parameters indicate that the model is accurately calibrated, which demonstrates the high capability of this method in simulating free surface fluids and wave-related phenomena. Also, comparing the measured results with the experimental data in the sub-surface landslide simulation showed that the correlation and mean square error correlation coefficients were 0.95 and 0.0071 respectively, which indicates the high accuracy of the model in calculating the water surface profile caused by landslide subsurface. The results showed that at times after 2 seconds, numerical waves tended to release more than its experimental state, with a difference between the ranges of 5 to 10 cm. This is due to the turbulence of the free surface of water causing the flow of complexity. For smaller body weights and deeper depths of submergence, these differences will be lower in scope. Then three landslide modeling scenarios were designed and implemented. In this study, slopes and non-rigid bodies were considered as a rheological material (pseudoplastic fluid) and entered into modeling as Carreau Yasuda non-Newtonian fluid. The results were reported at 0.3 and 0.6 seconds, and then they were analyzed. The innovation aspect of this research is that the study of non-rigid slopes during landslide and falling and sliding of non-rigid bodies on them, as well as the production and propagation of waves from it, have not been investigated so far. The purpose of this paper is simulation and review it by an explicit three-step incompressible smoothed particle hydrodynamic. On the other hand, the choice of non-Newtonian Carreau Yasuda fluid to simulate the slope and non-rigid body is another aspect of the innovation of the present study.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله سید عرفان حسینی مبرا | Seyed Erfan Hosseini Mobara
Ph.D. student, water engineering group, Razi university
دانشجوی دکتری گروه مهندسی آب دانشگاه رازی کرمانشاه

رسول قبادیان | rasool ghobadian
Associate professor, Department of Water Engineering, University of Razi, Kermanshah
دانشیار گروه مهندسی آب دانشگاه رازی کرمانشاه

فردین روزبهانی | Fardin roozbahani
َAssistant professor
استادیار گروه مهندسی مکانیک دانشگاه ازاد اسلامی واحد همدان

نشانی اینترنتی http://journals.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-31839-2&slc_lang=fa&sid=16
فایل مقاله دریافت فایل مقاله
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی اصیل (کامل)
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات