توصيفگر ها :
موجشكن , دوسكويي همگن , نسبتا شكلپذير , به سختي شكلپذير , روگذري موج
چكيده فارسي :
چكيده
موجشكنها بهعنوان سازههاي كليدي در مهندسي فراساحل، نقشي اساسي در حفاظت از سواحل در برابر اثرات مخرب امواج ايفا ميكنند. روگذري موج، به معناي عبور بخشي از جريان آب از روي سازه، يكي از چالشهاي مهّم در طراحي اين سازهها است. در اين پژوهش، با تمركز بر موجشكنهاي دوسكويي همگن نسبتاً شكل¬پذير و به سختي شكلپذير، تأثير پارامترهاي هندسي و محيطي بر ميزان دبي متوسط عبوري بررسي شده است. بررسي پيشينه تحقيقات نشان ميدهد كه فقدان اطلاعات كافي در مورد چگونگي تأثير پارامترهاي مؤثر بر روگذري موج از روي سازه، منجر به ناتواني در ارائه راهكارهاي كارآمد براي طراحي اين نوع سازهها شده است. براي رفع اين كمبودها، در اين تحقيق از يك طراحي آزمايشي سيستماتيك با هندسهاي نوين از موج شكن سكويي متشكل از دو سكو بالا و پايين تراز ايستابي استفاده شده است. هدف از بكارگيري موج¬شكن دوسكويي، كاهش مقدار مصالح موردنياز و بهينهسازي عملكرد سازه تحت امواج نامنظم دريايي و شرايط هيدروديناميكي متغير است.
مدلهاي فيزيكي موجشكنهاي دوسكويي در كانال موج دانشكده عمران دانشگاه صنعتي اصفهان تحت تأثير امواج نامنظم با طيف موج جانسواپ ساخته و مورد آزمايش قرار گرفت. تأثير تغييرات پارامترهاي هندسي از جمله فاصله تراز دو سكوي موج¬شكن از سطح ايستابي، عرض سكوهاي موج-شكن، شيب سازه، و هم¬چنين پارامترهاي محيطي شامل ارتفاع موج، پريود موج، و عمق آب جلوي سازه بر روگذري موج بهصورت دقيق مورد آزمايش و ارزيابي قرار گرفت. مطالعات نشان داد كه افزايش عرض سكوي بيبُعد و هم¬چنين افزايش تراز سطح ايستابي نسبت به تراز سطح آب، باعث كاهش دبي كلي روگذري ميگردد. تأثير همزمان پارامترهاي محيطي نظير ارتفاع و پريود موج و هم¬چنين شيب سازه بر دبي روگذري از طريق پارامترهاي بيبعد جديد NOT بررسي شد و بر اساس نوع شكست موج بر روي سازه، رابطهاي جديد دو ضابطه¬اي بر اساس پارامتر تشابه شكست (ξ)، براي پيشبيني دقيق دبي روگذري ارائه گرديد. نتايج آزمايشگاهي نشان دادند كه با افزيش hbr، ht، Tp، Hs، h، بالاروي موج افزايش يافته و در نتيجه دبي متوسط روگذري افزايش مييابد در حاليكه افزايش Bt، B، ، باعث كاهش ميزان بالاروي و دبي متوسط روگذري خواهد شد. در نهايت با استفاده از پارامترهاي بي¬بُعد ارائه شده، رابطه¬اي كاربردي براي تخمين مقدار دبي روگذري موج از روي موج¬شكن دوسكويي پيشنهاد گرديد. روابط پيشنهادي توسط داده¬هاي تحقيق حاضر و هم¬چنين دادههاي تحقيق ليك اندرسون و فن-خنت كه در محدوده پارامترهاي بيبُعد پژوهش حاضر قرار دارند، مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج بهدست آمده از روابط، بيانگر توانايي مناسب رابطه پيشنهادي در تخمين ميزان روگذري موج از موج-شكن دوسكويي است.
چكيده انگليسي :
Breakwaters, as key structures in offshore engineering, play a crucial role in protecting coastlines from the destructive effects of waves. Wave overtopping, which refers to the passage of water flow over the structure, is a significant challenge in the design of these structures. This research focuses on relatively deformable and barely deformable homogeneous dual-platform breakwaters to examine the impact of geometric and environmental parameters on the average overtopping discharge. A review of previous research indicates a lack of sufficient information on how effective parameters influence wave overtopping of the structure, leading to an inability to provide efficient design solutions for such structures. To address these gaps, this study employs a systematic experimental design with an innovative geometry of a dual-platform breakwater composed of upper and lower platforms relative to the still water level. The goal of utilizing dual-platform breakwaters is to reduce the amount of required materials and optimize the structure's performance under irregular wave conditions and varying hydrodynamic circumstances.The physical models of dual-platform breakwaters were constructed and tested under irregular wave conditions with the JONSWAP spectrum in the wave channel of the Civil Engineering Department at Isfahan University of Technology. The impact of geometric parameters, including the distance between the two platforms' levels from the still water level, platform width, and structure slope, as well as environmental parameters such as wave height, wave period, and water depth in front of the structure, were meticulously tested and evaluated. The studies showed that increasing the dimensionless platform width and raising the still water level relative to the water surface level decreased the overall overtopping discharge.
Simultaneously, the combined effects of environmental parameters like wave height and period, along with the structure's slope on overtopping discharge, were evaluated through new dimensionless parameters. Based on the type of wave breaking on the structure, a new two-parameter relationship for accurately predicting overtopping discharge was proposed using the wave breaking similarity parameter (ξ). Laboratory results indicated that increasing hbr, ht, Tp, Hs, and h led to higher wave run-up and subsequently increased average overtopping discharge, while increasing Bt and B resulted in reduced wave run-up and average overtopping discharge.Finally, using the provided dimensionless parameters, a practical relationship for estimating wave overtopping discharge over dual-platform breakwaters was proposed. The proposed relationships were evaluated using data from this study and the research of Leik Anderson and Van Gent, which fall within the dimensionless parameter range of the present research. The results from these relationships indicate the proposed relationship's adequate ability to estimate wave overtopping over dual-platform breakwaters.