مدلسازي عددي سه بعدي انتشار پخش رسوب با استفاده از نتايج يك مدلسازي عددي دو بعدي جريان

اين تحقيق ابتدا با توجه به شرايط اوليه و شرايط مرزي مدل هيدروديناميكي، عمق سيال و سرعتهاي متوسط گيري شده در عمق را در نقاط مختلف مدل بدست مي آوريم. سپس اين سرعتهاي متوسط گيري شده در عمق را بوسيله روابط تحليلي مانند رابطه لگاريتميVan Rijn در عمق توزيع كرده و در مدل سه بعديAdvection-Diffusion بكار مي بريم. براي حل عددي هر دو مدل جريان و انتقال از روش حجم محدود (Finite Volume) استفاده شده است. در مدل هيدروديناميكي از يك شبكه منظم مستطيلي بكار گرفته شده است. در روي مرزهاي سلولهاي شبكه سرعتها و در هسته هر سلول عمق ها محاسبه مي گردند. جهت شبكه بندي مدل سه بعديAdvection-Diffusion از سيستم مختصات سيگما استفاده شده است. در اين مدلها براي جداسازي معادلات از روشTime Splitting استفاده مي كنيم. در اين روش در هر گام زماني، هر قست از معادله، به صورت جداگانه در دو يا سه جهت (بر اساس تعداد بعدهاي مدل) حل ميگردند.
استفاده از مدل هيدروديناميكي دو بعدي به جاي مدل هيدروديناميكي سه بعدي باعث افزايش قابل ملاحظه زمان اجراي مدل مي شود. با توجه به اين مسئله كه در اكثر موارد سرعت سيال در راستاي قائم ناچيز، و چگالي سيال در عمق ثابت مي باشد، استفاده از مدل هيدروديناميكي دو بعدي و توزيع سرعتهاي متوسط افقي در راستاي قائم و بكار گرفتن آنها در مدل سه بعدي هيدروديناميك، خطايي زيادي در محاسبات ايجاد نمي نمايد. مهمترين مسئله در حل معادلات،Advection-Diffusion محاسبه و تعيين مقادير ضرايب پخش شدگي (Diffusion coefficients) و تعيين مرز بستر مي باشد. در اين تحقيق براي محاسبه ضرايب پخش شدگي در راستاي قائم از روابط پيشنهادي و در راستاي افقي از رابطه معروفSmagorinsky استفاده مي شود. براي تعيين مقدار بار رسوبي بستر و همچنين تعيين شرط مرزي بستر از روشهاي پيشنهاد شده توسط Van Rijn استفاده شده است.