منصة الرسائل والاطاريح: منشآت تشتيت الأمواج السطحية ، حالة تطبيقية، بحر النجف وسط العراق

الخلاصة

الأمواج الناتجة من الرياح هي الأكثر شيوعا بالمقارنة مع مصادر الامواج الاخرى في البحار. بالنظر إلى محدودية المعرفة في مجال النمذجة الرياضية للامواج التي تسببها الرياح في المياه الضحلة او البحيرات,وكونها محل اهتمام الباحثين. تم دراسة هذا النوع من الامواج وكيفية تشكلها في منطقة منخفض بحر النجف كحالة دراسية بالاظافة الى بعض الخصائص الاخرى الخاصة الامواج المتولدة نتيجة للرياح . تم اعتماد نموذج رياضي عددي غير منتظم التقسيم لدراسة خصائص الموجة المتولدة (MIKE21), يعتمد هذا الموديل على قاعدة توازن الكتلة وتم توضيف هذا النموذج لايجاد افضل موقع لمشتتات الطاقة بالقرب من المنشات الحيوية التي تتاثر بارتفاع الموجة في منطقة الدراسة . ان مقدار الفرق مابين قيم ارتفاع الموجة الناتجة من الموديل الرياضي والمعادلات الوضعية كان اقل من 9% . ثلاثة سيناريوهات للكاسرتم اعتمادها لايجاد افضل موقع واتجاه للمنشأ. اوضحت النتائج التي تم الحصول عليها تفاوتا بقيم ارتفاع الموجة العابرة وموقع الكاسر والمساحة التي يغطيها الكاسر تبعا للسيناريوهات الثلاثة المعتمدة في الدارسة . السيناريو الاول اعطى قيم للمساحة التي يغطيها الكاسر تقترب من 1.19 كم مربع , السيناريو الثاني 0.889 كم مربع , والثالث يغطي مساحة تقترب من 1.11 كم مربع . أظهرت هذه الدراسة أن ارتفاع الموجات في المنطقة الأمامية والخلفية للكاسرفي منطقة الدراسة وتبعا لنقاط محددة للقياس مابين 0.35 و 0.7 متر في المقدمة والمؤخرة للمنشأ. هذا يعني انخفاضًا بنسبة حوالي 40٪ إلى 60٪ بالمقارنة مع الأرتفاعات الأصلية التي كانت تتراوح بين 1.25 إلى 0.9 متر. جميع السيناريوهات المستخدمة جيدة إلى حد ما في تشتيت الطاقة عن طريق كسر النمط الوحيد للموجة بمعدلات قد تصل إلى 50٪ من ارتفاع الموجة الواصلة ، وكان السيناريو الأول هو الأفضل والأكثر كفاءة من حيث تشتيت الطاقة. من جهة اخرى , تم دراسة الأداء الهيدروليكي لشكل جديد من الكواسر من خلال دراسة مختبرية مدعومة بنموذج رياضي رقمي CFD لفحص أشكال النماذج المختلفة اعتمادًا على معامل الموجة العابرة Ct. تم تحديد نمط موجات مختلفة من خلال ملف UDF لنموذج CFD لتثبيت الموجة القادمة Hi بنفس الخصائص. تم دراسة أداء الكاسر المختلفة على أساس تشتيت الطاقة من خلال اختبار نماذج مختلفة تحت ظروف موجات مختلفة وعمق الماء والعمق الغاطس النسبي. أظهرت نتائج هذه الدراسة ايظا أن معامل الانتقال يزداد مع زيادة ارتفاع الموجة المندفعة لجميع أنواع نماذج الكاسر، وبالنسبة لجميع نماذج الأرصفة، يزداد ارتفاع موجة الانتقال (Ht) مع زيادة العمق الغاطس النسبي (Hs/Hi). تم تسجيل أعلى قيمة لتشتيت الطاقة (1 - Ct)% لعمق غاطس صفري في نموذج تدرج مائل بالرمز(M2) وهي 80%. تم اعتماد برنامج Ansys Fluent لنمذجة موجة ثابته الخصائص مع شبكة ديناميكية لتمثيل نوع حركة االرياح لتوليد الموجات. تلعب الشواطئ الرقمية دورًا مهمًا في نموذج CFD لمنع انعكاس الموجة في الجانب الآخر من الحاجز وتمثيل الشاطئ رياضيا لمحاكاة واقع الظاهرة الفعلي . تم اختيار 240 شبكة لكل طول موجة للحصول على حل مستقر والحصول على نتائج مقبولة مقارنة بالتجربة. .