Προσομοίωση κυματικού πεδίου σε πυθμένα μεταβαλλόμενου βάθους

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτελεί η παρουσίαση και εφαρμογή τριών κυματικών θεωριών: η θεωρία Stokes, οι εξισώσεις τύπου Boussinesq και οι εξισώσεις Reynolds Averaged Navier Stokes. Τα υπολογιστικά ομόιώματα που ανταποκρίνονται στις θεωρίες αυτές αναπτύχθηκαν από τους Belibassakis & Athanassoulis, Chondros & Memos και Liu & Lin. Κριτήρια αξιολόγησης των αποτελεσμάτων των μοντέλων είναι η χρονική εξέλιξη της ανύψωσης της ελεύθερης επιφάνειας και το υπολογιστικό κόστος. Αναφορικά με την πρώτη αυτή συγκρίνεται με πειραματικά δεδομένα για δύο διατάξεις πυθμένα (ακτή ήπιας κλίσης και πυθμένα με ύφαλο εμπόδιο).

The purpose of this thesis is the presentation of three different water wave theories and their numerical solution. These theories are the Stokes theory, the Boussinesq-type equations and the Reynolds Averaged Navier Stokes equations. The models consistent with these theories are developed by Belibassakis & Athanassoulis, Chondros & Memos and Liu & Lin. The models are applied for two bottom profiles: a mild sloped beach and a submerged bar. For the verification of their results (i) the free surface elevation in respect with time and (ii) the computational cost are examined and compared with experimental data.