شبیه سازی عددی جریان های فروشیب در محیط چینه بندی شده یکنواخت محدود
چکیده
مقاله حاضر تحقیقی روی حرکت جریان های فروشیب و انتشار قائم امواج گرانی درونی از چشمه ایستا در محیط چینه بندی با اِعمال جمله واداشتی به معادله شناوری است. شبیه سازی عددی صورت گرفته اثرات حاصل از تولید و انتشار امواج گرانی درونی و اثرات آن در تغییر ساختار قائم شاره روی سطح شیب دار در یک محیط چینه بندی شده یکنواخت را مورد بررسی قرار می دهد. برای شبیه سازی از معادلات ناویر-استوکس همراه با تقریب بوسینسک و معادلات پایستگی جرم و شناوری در دو بُعد استفاده می شود. برای بیان معادلات از متغیرهای پیش یابی تاوایی و پریشیدگی چگالی و متغیر فرایابی تابع جریان استفاده می شود. ساختار میدانی این امواج از نظر سرعت و چگالی از راه همانندسازی عددی بررسی شده است. نمونه ای از نتایج به دست آمده، مقایسه کیفی نتایج مربوط به شبیه سازی عددی حاضر و نتیجه آزمایشگاهی موجود برای مؤلفه افقی سرعت شاره در یک نقطه از سطح شیب دار و پس از حدود ده دوره تناوب است. مشاهده می شود که شبیه سازی عددی جریان فروشیب ساختار برشی شاره در راستای قائم را پس از گذشت زمان طولانی مشابه نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد. نتایج به وضوح حضور لایه های برشی را که تعداد آنها در حد 6 تا 7 لایه است، نشان می دهد. تغییرات زمانی ساختار لایه ای ستون شاره نیز به کندی تغییر می کند که در ارتباط با تغییرات مربوط به موج گرانی در نتیجه رفت و برگشت در طول محدوده موردنظر است.