نرم افزار مدل سازی PMODynamics

نرم افزار مدل سازی PMODynamics  

اعمال حاکمیت دولت در سواحل و بنادر به منظور فراهم ساختن تسهیلات لازم در جهت گسترش امور تجارت دریایى و ارتباطات ساحلى و همچنین وصول حقوق و عوارض متداول، درمجموع قسمتى از وظایف سازمان بنادر و دریانوردی می­باشد.

سازمان بنادر و دریانوردی، به عنوان مرجع حاکمیتی امور دریا و سواحل، طی قراردادی با شرکت مهندسین مشاور نامرود، به تهیه و توسعه نرم‌افزار شبیه‌ساز پارسی دینامیک دریا PMODynamics پرداخته و آن را به عنوان یکی از دستاوردهای ارزشمند کشور در این حوزه در نهمین همایش بین‌المللی سواحل، بنادر و سازه‌های دریایی ICOPMAS ۲۰۱۰ رونمایی و به جامعه مهندسین دریایی کشور معرفی کرده است.

‌این نرم‌افزار در قالب مطالعات پایش و شبیه‌سازی سواحل کشور، به منظور بومی‌سازی و کمک به رفع وابستگی متخصصان و دانش پژوهان کشور به نرم افزارهای مشابه خارجی با مشکلاتی نظیر عدم همخوانی با شرایط اقلیمی آب های کشور و نیز عدم پشتیبانی مناسب توسط توسعه دهنده تهیه و توسعه یافته است.

نرم افزار مدل سازی PMODynamics که برای شبیه سازی پدیده های دریایی طراحی گردیده است دارای ماژول های موج، جزرومد، جریان و رسوب بوده و قابل رقابت با انواع مشابه خود می‌باشد. این مدل با بهره گیری از دانش و توانایی متخصصان ایرانی به سفارش سازمان بنادر و دریانوردی در شرکت مهندسین مشاور نامرود پس از سال ها تلاش و تجربه توسعه یافته است.

امروزه کاربران نرم‌افزارهای مهندسی، بیش از پیش مایلند تا با استفاده از نرم‌افزارهای کاربرپسند بتوانند با حداقل ساختن زمان مدل‌سازی، وقت و زمان بیشتری را جهت تمرکز بر روی شبیه‌سازی و تحلیل نتایج صرف کنند. به خصوص در مرحله تحلیل نتایج، به علت وجود انبوه داده‌های گوناگون، وجود نرم‌افزاری که بتواند در انجام تحلیل داده‌ها در زمان کم مفید باشد را اجتناب ناپذیر می‌کند.

شکل 1 - نرم‌افزار PMODynamics
شکل ۱ – نرم‌افزار PMODynamics

PMODynamics یک محیط خوش‌دست برای مدل‌سازی است. به طور خلاصه با استفاده از PMODynamics می‌توانید انواع مدل‌سازی‌های دریایی را انجام دهید:

هیدرودینامیک

– مدل‌سازی دوبعدی بر روی شبکه‌های نامنظم و منظم تو در تو

– استفاده از سیستم مختصات متعامد و کروی

– در نظر گرفتن اثرات زبری بستر، آشفتگی، تری/خشکی، موج، باد و کوریولیس

مدل‌سازی دوبعدی بر روی شبکه‌های باساختار:

این مدل با هدف دسترسی به یک مدل مبتنی بر روش‌های ضمنی توسعه یافته به نحوی که بتوان با گام‌های زمانی بلندتر و در نتیجه سرعت بالاتر شبیه سازی پدیده های هیدرودینامیکی را انجام داد.
شبکه های با ساختار کمک می‌کند محاسبات ریاضی با دقت بهتری نسبت به شبکه‌های بی‌ساختار انجام شود، که دلیل اصلی آن منظم بودن شبکه و در نتیجه انجام بهتر محاسبات عددی مخصوصاَ برآورد دقیقتر مشتق‌های عددی می‌باشد. تجارب موجود نشان می‌دهد مدل‌های با‌ساختار در مقایسه با مدل‌های بی‌ساختار خطای فاز کمتری دارند.
مشکل اصلی مدل‌های با ساختار عدم توانایی در شبیه‌سازی مناسب مرزهای پیچیده می‌باشد. در مدل توسعه یافته برای کاهش این مشکل از شبکه‌های تودرتو استفاده شده است. به این ترتیب در این مدل امکان حل همزمان مدل در چند شبکه که بعضاَ به علت نیازهای مطالعاتی و یا هندسی ریز‌تر هستند امکان پذیر می‌باشد. این شبکه‌ها می‌توانند در جهت‌های مختلف و با ابعاد دلخواه انتخاب شوند. گام زمانی محاسبات در شبکه ریزتر نسبت صحیحی از گام زمانی اصلی می‌باشد.

مدل‌سازی دوبعدی بر روی شبکه‌های بی ساختار:

مدل بدون ساختار برای شبیه‌سازی محیط‌های پیچیده طراحی شده و روش‌های مورد استفاده در آن از نوع صریح بوده و توانایی شبیه‌سازی پدیده‌های دارای شوک را دارا می‌باشد.
مهمترین محدودیت مدل‌هایی که مبتنی بر روش‌های صریح هستند اجبار در انتخاب گام‌های زمانی کوچکتر برای حفظ معیارهای پایداری است.
مدل حاضر در دو نوع مختصات کروی و کارتزین شبیه‌سازی جریان را انجام می‌دهد.
هر دو نوع موج مثبت و منفی با استفاده از تمامی روش‌های تعبیه شده در مدل توسعه یافته آزموده شده است. در این شبیه‌سازی‌ها نتیجه مدل تفاوت چندان محسوسی با نتایج MIKE۲۱FM ندارد.
با بکارگیری روش Roe امکان شبیه‌سازی جریان‌های دارای شوک با دقت بالا توسط مدل فراهم گردیده است. در عین حال با استفاده از روش Time Splitting می‌توان شبیه‌سازی جریان‌هایی را که از شوک بسیار شدید برخوردار نباشند را، مانند جریان‌های دریایی و یا جریان‌های سیلابی در رودخانه‌ها، با دقتی بسیار مناسب و در زمانی کوتاه انجام داد.

موج طیفی

– مدل‌سازی دوبعدی بر روی شبکه‌های نامنظم و منظم تو در تو

– استفاده از سیستم مختصات متعامد و کروی

– انتشار امواج، انکسار و کم‌ژرفایی، اثرات جریان، تولید موج ناشی از باد، شکست موج آب عمیق، شکست موج، زبری بستر، اندرکنش موج با موج

مدل موج طیفی حاضر را برای یک محدوده جغرافیایی معین می‌توان بر روی شبکه منظم و نامنظم اجرا کرد. این مدل همچنین قابلیت استفاده در هر دو نوع مختصات کارتزین و کروی را دارا می‌باشد.
این مدل قابلیت شبیه‌سازی پدیده انتقال، شکست موج، انکسار و دیگر پدیده‌های فیزیکی موثر در انتقال موج را دارست. تنها محدویت این مدل به لحاظ عملکرد امواج عدم توانایی شبیه سازی تفرق می‌باشد.
برای حل پدیده انتقال روش‌های عددی جهتمند با درجه دقت بالا (دو، سه و چهار) بکار رفته است.
در محاسبه چشمه-چاه‌ها استفاده از روش رانگ کوتا ضمن کاهش تعداد تکرار‌ها دقت مدل را نیز افزایش داده است.
محدود کننده شار خاصی در حل معادلات انتقال، برای این مدل طراحی و استفاده شده است. این محدود کننده بدون آنکه تغییری در مقدار پیک ایجاد کند خطاهای نوسانات عددی از جمله مقادیر منفی را حذف می‌کند.
در این مدل هر سه نوع مرز متفاوت مرز بسته کاملا جاذب، مرز باز و مرز باز غیر جاذب موجود و قابل انتخاب است.
در این مدل شرایط اولیه را می‌توان بر‌اساس رابطه JONSWAP اعمال کرد و یا توزیع مشخصی از ارتفاع، جهت و پریود موج را برای آن استفاده نمود.
مدل جزرومد 
مدل جزرومد با دو عملکرد اصلی پیش‌بینی و آنالیز جزرومد توسعه یافته است.
برای آنالیز جزرومدی از جدید ترین روش‌های ارائه شده استفاده شده است.
بخش‌های مختلف مدل با استفاده از اطلاعات میدانی صحت‌سنجی گردیده است.

شکل 2 - نرم‌افزار PMODynamics
شکل ۲ – نرم‌افزار PMODynamics

انتقال رسوب غیر چسبنده

– اثرات موج و جریان بر رسوب

– اثرات دانه بندی بستر

– مدل‌سازی مورفولوژی

– انتقال رسوب تعادلی و غیر تعادلی

در مدل توسعه یافته انتقال رسوب غیر‌چسبنده و تغییرات تراز بستر به دو روش تعادلی و غیرتعادلی مورد شبیه‌سازی قرار می‌گیرد.
در مدل مذکور ظرفیت حمل رسوب در شرایط عدم حضور امواج با استفاده از دو روش یانگ و ون‌راین و در شرایط حضور امواج با استفاده از دو روش بایکر و ون‌راین برآورد می‌شود.
محاسبات حمل رسوب با اعمال دانه‌بندی مصالح بستر و برای پنج بازه دانه‌بندی تعیین می‌شود.
بررسی نتایج بدست آمده برای تست‌های آزمایشگاهی و میدانی نشان می‌دهد که مدل می‌تواند انتقال رسوب و تغییرات تراز بستر در اثر رسوب‌گذاری و فرسایش را شبیه‌سازی نماید.

شکل 3- نرم‌افزار PMODynamics
شکل ۳ – نرم‌افزار PMODynamics

 

خبرخوش برای دانشجویان و دانشگاهیان کشور:

اداره کل مهندسی سواحل و بنادر در راستای ترویج نرم‌افزار PMODynamics و به منظور افزایش همکاری با دانشگاهیان کشور و انجام پروژه‌های مشترک علمی پژوهشی از پایان‌نامه‌های مقطع کارشناسی ارشد و دکتری با موضوعات مرتبط با اولویت‌های پژوهشی خود حمایت مالی به عمل می آورد.

علاقه‌مندان می‌توانند برای کسب اطلاعات بیشتر به آدرس زیر مراجعه نمایند:

http://www.pmo.ir/fa/facilities/studenttheses-پایان-نامه-های-دانشجویی

 

جهت دریافت نرم افزار باید در سایت ثبت نام کنیدو پس از آن اقدام به دانلود نسخه حرفه ای و یا عادی نمایید.

برای ثبت نام کلیک کنید.

منبع مطلب : سایت اداره کل مهندسی سواحل و بنادر

گردآوری شده توسط سایت سی تایم

نویسنده مطلب: هادیزاده

هادیزاده
به کانال سی تایم در تلگرام بپیوندید و سوالات خود را مستقیم مطرح کنید! لینک کانال: https://t.me/joinchat/AAAAAEGBYJ2q9Ks7cEibsA

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *