26921

مدلسازي عددي هيدروديناميكي سه بعدي خليج گرگان

كارشناسي ارشد

سواحل، بنادر و ساز ههاي دريايي

1398-1401

1401/6/1

دكتر سيادت موسوي

عمران

خليج گرگان با طول تقريبي 60 كيلومتر، حداكثر عرض 13 كيلومتر و مساحتي بيش از 400 كيلومتر مربع در جنوب شرقي درياي خزر واقع شده است. در اين پايان نامه‌ از يك مدل در مقياس بزرگ براي مدلسازي كل درياي خزر و يك مدل در مقياس كوچك براي مدل سازي خليج استفاده شده است. شبيه‌سازي در مقياس بزرگ توسط مدل FVCOM (اين مدل از روش حجم محدود براي حل معادلات جريان استفاده مي‌كند) انجام شده است. در تحقيق مقابل داده‌هاي تراز مرز مدل از مدل FVCOM بدست آمده و به صورت شرط مرزي به مدل وارد شده است. در ساخت مدل مقياس كوچك از مدل MIKE 3 استفاده شد و از سال 2018 تا پايان سال 2020 به منظور بررسي الگوي جريان و مولفه هاي سرعت و همچنين دما در چهار لايه مورد مطالعه قرار گرفت. از مزيت‌هاي اين مطالعه حوضه آبي خليج گرگان، تحقيق در مورد تاثيرات 8 رودخانه مهم خليج گرگان و فشار هوا بر جريانات و نوسانات تراز خليج گرگان است. نتايج نشان داد كه الگوي كلي جريان ها در خليج خلاف جهت عقربه‌هاي ساعت است. يك جريان گردابه‌اي در مركز و غرب خليج ديده مي‌شود. سرعت جريانات در دهانه و مرز مدل از ساير نقاط قوي‌تر بودند. جهت حركت جريان‌ها در لايه‌هاي مختلف متفاوت است. بر اساس نتايج مدلسازي انجام شده، لايه سطحي آب و لايه كف خليج گرگان تفاوت آشكاري در سرعت جريانات با يكديگر دارند. سرعت جريانات در نواحي شرقي و غربي به طور ميانگين بين 0/02 و 0/03 متربرثانيه به دست آمد. در لايه سطحي بخش مركزي، سرعت جريانات در سواحل شمالي و جنوبي به ترتيب 16/0 و 1/0 است. بيشترين سرعت در لايه سطحي دهانه با ميزان 0/79 متربرثانيه ديده شده است. در مرز مدل مقادير بيشينه 0/44 و ميانگين 0/09 را شاهد هستيم. نوسانات سطح آب در قسمت دهانه از ساير نقاط خليج بيشتر است. دما رفتاري فصلي در خليج دارد و در لايه‌هاي مختلف در قسمت‌هاي مختلف خليج مقدار متفاوتي دارد. در فصول مختلف تراز آب در غرب و شرق خليج نيز ميزان متفاوتي به ثبت مي‌رساند. رودخانه‌ها تنها تاثير كمي در جريانات داشته و تقريبا هيج تاثيري در تراز آن ندارد. اين در حالي است كه فشار هوا بيشترين تاثير خودش را بر تراز آب خليج گرگان مي‌گذارد.

1401/06/12

3D Hydrodynamic Numerical Modeling of Gorgan Bay

8/23/2023 12:00:00 AM

Gorgan Bay is located in the southeast of the Caspian Sea with a length of approximately 50 km, a maximum width of 13 km and an area of more than 400 square kilometers. 600,000 people live around this bay and their livelihood and quality of life depends on this environment. It is a refuge for some endangered fish species as well as migratory birds, so it is very important to preserve and restore this bay. In this thesis, a large-scale model is used for the whole Caspian Sea and a small-scale model is used to model the bay. Large-scale simulation by FVCOM model (this model uses the finite volume method to solve the flow equations). The Mike 3 model was used in the construction of the small-scale model and it was studied from 2018 to the end of 2020 in order to investigate the flow pattern and velocity components as well as temperature in four layers. The numerical modeling method is one of the advantages of material and time costs as well as increasing the possibility of studying the water basin in more detail in larger time-space scales. The results showed that the general pattern of currents in the bay is anti-clockwise. An eddy current can be seen in the center and west of the bay. The speed of the currents at the mouth and the boundary of the model were stronger than other points. The direction of movement of currents is different in different layers. Based on the modeling results, the surface layer of water and the bottom layer of Gorgan Bay have an obvious difference in the speed of currents. The speed of the currents in the eastern and western regions are on average between 0.02 and 0.03 m/s. In the surface layer of the central part in the north and south coasts, it is 0.16 and 0.1, respectively. The highest speed in the surface layer of the crater is 0.79 m/s. In the boundary of the model, we see maximum values of 0.44 and average values of 0.09. Fluctuations in the water level in the mouth are more than in other parts of the bay. The temperature has a seasonal behavior in the bay and has a different value in different layers in different parts of the bay. In different seasons, the water level in the west and east of the bay is different. In different seasons, the water level in the west and east of the bay also registers a different amount. Rivers have only a small effect on the currents and almost no effect on its level. At the same time, the air pressure has the greatest effect on the water level of Gorgan Bay.

دما , تغييرات اقليمي , تغييرات تراز آب , سرعت جريانات , تاثيرات رودخانه‌ها , تاثيرات فشار هوا , مدلسازي هيدرودينامكي , خليج گرگان

Gorgan Bay , water level , water height , Temperature , Climate Change , Currents speed , Effects of Rivers , Effects of Air Pressure , Hydrodynamic Modeling

Alireza Eftekhari

Dr. Siadatmousavi