شماره ركورد
33557
پديد آورنده
ايليا اريان فر
عنوان
مطالعه آزمايشگاهي عبور موج بر روي صخرههاي مصنوعي متخلخل مستغرق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي عمران
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/04/29
استاد راهنما
دكتر سيد مصطفي سيادت موسوي
استاد مشاور
/
دانشكده
مهندسي عمران
چكيده
با افزايش تهديدات اقليمي مانند بالا آمدن سطح آب دريا، شدتيافتن طوفانها و تخريب زيستگاههاي طبيعي دريايي، استفاده از صخرههاي مصنوعي مستغرق بهعنوان يكي از راهكارهاي نوين مهندسي براي كاهش انرژي امواج و محافظت از سواحل اهميت بيشتري يافته است. هدف اين پژوهش، بررسي آزمايشگاهي رفتار هيدروديناميكي صخرههاي مصنوعي متخلخل مستغرق با ساختارهاي متفاوت در برابر عبور، بازتاب و استهلاك انرژي امواج است. بدين منظور، مجموعهاي از مدلهاي فيزيكي شامل پنج نوع سازه A) تا(E با ابعاد مقياسشده در يك كانال موج آزمايش شدند. اين سازهها با تفاوتهايي در ميزان تخلخل، هندسه داخلي و عرض تاج طراحي شدند تا اثر هر يك از اين عوامل بر رفتار هيدروديناميكي بهطور جداگانه ارزيابي شود؛ بهگونهاي كه سازه A بهصورت كاملاً نفوذپذير، سازه B با يك صفحه نفوذناپذير مركزي، سازه C با دو صفحه نفوذناپذير مركزي، سازه D با دو صفحه جانبي نفوذناپذير و سازه E با دو صفحه داخلي نيمهنفوذپذير ساخته شدند. نتايج تحليل دادهها نشان داد كه وجود صفحات نفوذناپذير داخلي نقش تعيينكنندهاي در كاهش عبور و بازتاب امواج و افزايش استهلاك انرژي دارد. سازههايي با پيكربندي داخلي پيچيدهتر و موانع منظم، با افزايش تداخل جريان و آشفتگي در ناحيه داخلي، بهطور مؤثرتري انرژي موج را مستهلك كرده و از عبور آن جلوگيري كردند. در اين ميان، سازه C بيشترين كارايي در كاهش انرژي موج را نشان داد و پس از آن سازههاي D و B در رتبههاي بعدي قرار گرفتند؛ در حاليكه سازه A بهدليل ساختار كاملاً متخلخل و فقدان عناصر مقاوم داخلي، ضعيفترين عملكرد را داشت. اين تفاوت عملكرد ميان سازههاي داراي صفحات داخلي و فاقد آن، بهويژه در شرايط تخلخل پايين، چشمگيرتر بود. همچنين مشخص شد كه كاهش تخلخل و افزايش عرض تاج، بهويژه در شرايط عمق كم، موجب بهبود قابل توجه عملكرد سازهها ميشود. تحليل ضريب بازتاب نشان داد كه تخلخلهاي يكنواخت در دو سمت سازه، بازتاب موج را در سطح پايين نگه ميدارند، در حاليكه تخلخلهاي نامتقارن با ايجاد ناپايداري در ميدان جريان، بازتاب موج را افزايش ميدهند. بررسي دقت رابطه تجربي فانخنت نشان داد كه اين رابطه در سازههاي A و E تنها در تخلخلهاي بالا عملكرد مناسبي دارد.
در مقابل، در سازههاي با پيكربندي داخلي مانند B،C وD، اين رابطه در تمام تخلخلها تطابق بيشتري با دادههاي آزمايشگاهي نشان ميدهد. نتايج اين پژوهش نشان ميدهد كه پيكربندي داخلي، تخلخل مناسب و ابعاد هندسي مانند عرض تاج بهصورت همافزا ميتوانند عملكرد سازه را در كاهش انرژي موج بهينه كنند.
اين تركيب عوامل، راهكارهايي مؤثر براي طراحي پايدارتر سازههاي حفاظتي ساحلي فراهم ميآورد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/05/26
عنوان به انگليسي
Experimental Study of Wave Transmission Over Submerged Porous Artificial Reefs
تاريخ بهره برداري
7/20/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
ايليا اريان فر
چكيده به لاتين
Amid escalating climate threats such as rising sea levels, intensifying storms, and the degradation of coastal marine ecosystems, submerged artificial reefs have become an increasingly important engineering solution for reducing wave energy and protecting shorelines. This study investigates the hydrodynamic behavior of submerged porous artificial reefs with different structural configurations through physical experiments, focusing on wave transmission, reflection, and energy dissipation.
A series of scaled physical models, labeled A to E, were tested in a wave flume. These models were designed with variations in porosity, internal geometry, and crest width to separately assess the effect of each factor on hydrodynamic performance. Structure A was fully permeable. Structure B included one central impermeable plate, structure C had two central impermeable plates, structure D featured two impermeable side plates, and structure E was built with two semi-permeable internal plates.
The analysis showed that the presence of internal impermeable plates plays a key role in reducing wave transmission and reflection while enhancing energy dissipation. Structures with more complex internal configurations created greater flow interference and turbulence within the reef body, leading to more effective wave energy attenuation. Structure C exhibited the best performance, followed by structures D and B, while structure A showed the weakest performance due to its fully porous design and lack of internal resistance. These differences were especially significant under low-porosity conditions.
It was also observed that lower porosity and wider crest width, particularly in shallow water, substantially improved performance. In terms of wave reflection, symmetric porosity on both sides of the structure helped minimize reflection, while asymmetric porosity increased it due to induced flow instability. evaluation of the empirical Van Gent equation showed that it only provided accurate predictions for structures A and E at high porosity levels, whereas it aligned more consistently with experimental results for internally structured models B, C, and D across all porosities.
Overall, the findings suggest that internal configuration, porosity, and geometric dimensions such as crest width can work together to optimize the wave energy dissipation performance of submerged artificial reefs. This integrated approach provides effective strategies for the sustainable design of coastal protection structures.
كليدواژه هاي فارسي
صخره مصنوعي مستغرق , ضريب عبور موج , تخلخل , پيكربندي داخلي سازه , مدل فيزيكي
كليدواژه هاي لاتين
Submerged Artificial Reef , Wave Transmission Coefficient , Porosity , Internal Configuration , Physical Model
Author
Ilia Aryanfar
SuperVisor
Dr.Seyed Mostafa Siadatmousavi