شبیه سازی عددی شکست سد با روش اجزاء محدود و المان های غیرخطی یک بعدی، بررسی موردی سد ارداک

در این پژوهش ابتدا معادله های آب های کم عمق تشریح شده و برای کاربرد مدل عددی اجزاء محدود، معادله های حاکم به روش ریلی ریتز گسسته سازی و ماتریس سختی جزء و کل محاسبه شده است. با حل دستگاه معادله های حاکم به روش غیر صریح، عمق و سرعت جریان در طول کانال و در زمان های مختلف به دست آمده است. مدل عددی با المان های سه، پنج و هفت گرهی با نتایج عددی سایر پژوهش گران صحت سنجی و هماهنگی مناسبی مشاهده شد. از نتایج این پژوهش آن است که به دلیل استفاده از المان های غیر خطی، اغتشاش های حاصل از حل غیر صریح به طور موثری نسبت به مدل های خطی کاهش یافته است. بعد از اطمینان از عملکرد صحیح مدل اجزاء محدود، شکست سد ارداک مشهد به عنوان بررسی موردی آورده شده است. در این بررسی از سه زبری معادل (لوتر، پاولوفسکی و هورتون) برای مدل سازی عددی پدیده شکست سد و محاسبه عمق و سرعت آب در زمان و مکان های مختلف در طول رودخانه، استفاده شد. در طول مسیر پایین دست حداکثر عمق متوسط در پایین دست ۷۸‎/۲۴ متر با زبری معادل پاولوفسکی بوده و حداکثر سرعت نیز ۰۵‎/۱۵ متر بر ثانیه با زبری معادل لوتر در زمان ۱۰۰ ثانیه است.