Στην παρούσα εργασία μελετάται η συμπεριφορά ιζήματος σε αιώρηση που προκαλείται λόγω θραύσης κύματος σε πυθμένα σταθερής κλίσης. Η αριθμητική προσομοίωση επιτυγχάνεται με παράλληλη επίλυση των εξισώσεων κίνησης (Navier-Stokes και Συνέχειας) και της εξίσωσης Μεταγωγής-Διάχυσης για τη μεταφορά ιζήματος σε αιώρηση. Επιλέγονται οι κατάλληλες οριακές συνθήκες ελεύθερης επιφάνειας, εισόδου και εξόδου, ενώ για την οριακή συνθήκη πυθμένα χρησιμοποιούνται εμπειρικοί τύποι που συνδέουν τη διατμητική τάση πυθμένα με τη συγκέντρωση πυθμένα. Οι εξισώσεις μετασχηματίζονται κατάλληλα ώστε το υπολογιστικό πεδίο να γίνει ανεξάρτητο του χρόνου. Για τη χρονική διακριτοποίηση χρησιμοποιείται ένα σχήμα κλασματικής μεθόδου ολοκλήρωσης με σταθερό χρονικό βήμα. Για τη χωρική διακριτοποίηση χρησιμοποιείται ένα υβριδικό σχήμα, το οποίο περιλαμβάνει διακριτοποίηση των εξισώσεων με χρήση πεπερασμένων διαφορών κατά τη διεύθυνση της ροής και εφαρμογή της φασματικής μεθόδου παρεμβολής με πολυώνυμα Chebyshev για την κατακόρυφη διεύθυνση. Μελετώνται περιπτώσεις κόκκων ιζήματος με διάμετρο κανονικοποιημένη ως προς το χαρακτηριστικό βάθος ροής, =10-4, =2∙10-4 και =5∙10-4. Κατά την θραύση παρατηρείται σημαντική ανύψωση του ιζήματος πυθμένα στη στήλη του ύδατος και για τις τρεις περιπτώσεις. Η καθαρή παροχή ιζήματος σε αιώρηση παρουσιάζει τη τάση να κινείται προς τα ανάντη της ροής με τη μέγιστη τιμή να εμφανίζεται μετά τη θραύση. Τέλος, διαπιστώνεται ότι η καθαρή παροχή αιωρούμενου ιζήματος είναι σημαντικά μεγαλύτερη από αυτή του ιζήματος κλίνης. / The simulations are based on the coupled numerical solution of the flow equations (continuity and Navier-Stokes) with the transport equation for suspended sediment load subject to the fully nonlinear free-surface boundary conditions and appropriate bottom, inflow and outflow boundary conditions. The equations are properly transformed so that the computational domain becomes time-independent. A hybrid scheme is used for the spatial discretization with finite differences in the streamwise direction and a pseudospectral approximation with Chebyshev polynomials in the vertical direction. A fractional time-step scheme is used for the temporal discretization. We seek results for the behavior of the suspended sediment load induced by broken waves for different particle sizes of bed material. The aim is to identify critical particle sizes for strong uplift and transport of sediment.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/7288 |
| Date | 30 April 2014 |
| Creators | Σφούνη-Γρηγοριάδου, Μαρία-Αγγελική |
| Contributors | Δήμας, Αθανάσιος, Sfouni-Grigoriadou, Maria-Angeliki, Dimas, Athanassios |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0082 seconds