کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5473363 1520332 2017 17 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Periodic water waves through a heterogeneous coastal forest of arbitrary shape
ترجمه فارسی عنوان
امواج آب های دوره ای از طریق یک جنگل ساحلی ناهمگون از شکل دلخواه
ترجمه چکیده
امواج آب های کم دامنه ای که از طریق یک جنگل ساحلی ناهمگن از شکل دلخواه پخش می شود مورد مطالعه قرار می گیرد. به دنبال رویکرد نظری معرفی شده توسط [10]، جنگل توسط یک آرایه از سیلندرهای سفت و سخت عمودی مدل شده است. فرض بر این است که طول موج بسیار بزرگتر از قطر سیلندر و فاصله استوانه است، یک نظریه تقارن چندگانه همگن شدن ([15]) برای جدا کردن مسئله جریان میکرو مقیاس در یک سلول واحد، حاوی یک یا چند سیلندر، از دینامیک موج در مقیاس بزرگ. ضرایب پیچیده در معادلات حکمرانی در مقیاس مشتق شده از راه حل مسأله میکرو مقیاس محاسبه می شوند که در آن مقادیر فشار در مقیاس بزرگ، نیروی محرک است. روش حل معادلات انتگرال مرزی برای حل مسئله دینامیک موج در مقیاس بزرگ که در آن جنگل دارای شکل دلخواه است و از تکه های متعدد جنگلی تشکیل شده است استفاده می شود. هر پچ جنگل را می توان به زیر زون ها با توجه به ویژگی های مختلف جنگل، مانند تخلخل و قطر سیلندر تقسیم شده است. هر زیرزمینی به عنوان یک منطقه جنگلی همگن با یک ویسکوزیته گردابه ثابت محسوب می شود که با استفاده از تعادل میزان تلفات متوسط ​​زمان و میزان کار انجام شده توسط نیروهای موج تعیین می شود. یک برنامه محاسباتی بر اساس رویکرد فعلی توسعه یافته است. مدل عددی با کارهای نظری موجود و آزمایشات آزمایشگاهی بررسی شده است. راه حل های عددی تقریبا کاملا با راه حل های نیمه تحلیلی برای یک جنگل دایره ای که در [10] گزارش شده است تقریبا مشابه است. سپس مدل عددی به مواردی که منطقه جنگل از تکه های دایره ای چندگانه ساخته شده است اعمال می شود. داده های تجربی برای این موارد ([12]، [14]) برای اعتبار سنجی نتایج عددی استفاده می شود. مقایسه پیش بینی مدل ها و داده های آزمایشگاهی در توافق معقول است. اثربخشی این دو تنظیم ویژه جنگل در کاهش موج نیز مورد بحث قرار گرفته است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی دریا (اقیانوس)
چکیده انگلیسی
Small-amplitude water waves propagating through a heterogeneous coastal forest of arbitrary shape is studied. Following the theoretical approach introduced by [10], the forest is modeled by an array of rigid and vertical cylinders. Assuming that the wavelength is much larger than the cylinder diameter and the cylinder spacing, a multi-scale perturbation theory of homogenization ([15]) is applied to separate the micro-scale flow problem within a unit cell, containing one or more cylinders, from the macro-scale wave dynamics. The complex coefficients in the derived macro-scale governing equations are computed from the solutions of micro-scale problem, in which the macro-scale pressure gradients are the driven force. The boundary integral equation method is employed to solve the macro-scale wave dynamic problem where the forest has an arbitrary shape and is composed of multiple forest patches. Each forest patch can be divided into subzones according to different forest properties, such as the porosity and cylinder diameter. Each subzone is considered as a homogeneous forest region with a constant bulk eddy viscosity, which is determined by invoking the balance of the time-averaged dissipation rate and the rate of work done by wave forces. A computing program has been developed based on the present approach. The numerical model is checked with existing theoretical works and laboratory experiments. The numerical solutions compare almost perfectly with the semi-analytical solutions for a single circular forest reported in [10]. The numerical model is then applied to cases where the forest region is made of multiple circular patches. Experimental data for these cases ([12], [14]) is used to validate the numerical results. The comparison between model predictions and the experimental data is in reasonable agreement. The effectiveness of these two special forest configurations on wave attenuation is also discussed.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Coastal Engineering - Volume 122, April 2017, Pages 141-157
نویسندگان
, , , ,