numerical modeling
در نشریات گروه زمین شناسی-
Tsunami hazard analysis in tsunami-prone areas is crucial for disaster preparedness and mitigation. Tsunami hazard can be assessed using either empirical relationships or numerical simulations, with the latter offering greater accuracy. Numerical tsunami simulations involve transforming the governing differential equations into algebraic equations through numerical methods, which are then solved computationally. As for tsunami waves, the horizontal length scale (wavelength) is much greater than the vertical length scale (water depth), the shallow water equations can efficiently and sufficiently accurately describe the propagation and inundation phases of a tsunami. The finite difference method is a common numerical technique used to solve shallow water equations. This method approximates derivatives by using difference equations on a grid. Achieving accurate numerical solutions requires bathymetric data with sufficient resolution, which is not always available. Additionally, decreasing the finite difference grid spacing improves accuracy but also increases computational demand. This raises key questions: Can the lack of bathymetric data with sufficient resolution be compensated by reducing the size of the finite difference grid spacing? To what extent do the resolution of bathymetric data and the size of finite difference grid spacing play a role in the accuracy of tsunami numerical modeling? This study is an attempt to thoroughly investigate the impact of bathymetric data resolution and finite difference grid spacing on the accuracy of tsunami height estimations, focusing on Chabahar Bay in the Makran subduction zone as a real-world case study.
Keywords: Tsunami, Numerical Modeling, Finite Difference Method, FD Grid Spacing, Bathymetric Data Resolution, Chabahar Bay -
The present study aims to investigate the landslide triggering mechanism in AghEmam village in Golestan Province (northeast of Iran). To this end, a set of engineering tools, including field visits, laboratory experiments, geophysical methods, and numerical simulations, were performed. In addition, the mechanical properties of loess soil and the dynamic properties of the site were calculated by conducting some triaxial tests and spectral ratio analysis (H/V) of the microtremor waves, respectively. The subsurface conditions of the landslide were identified by the high-density resistivity geoelectrical method. The results showed that the output of the numerical simulations carried out by PLAXIS software is in good agreement with the geophysical data and field observations. Based on the findings, the failure surface of the AghEmam landslide was curved and occurred due to seepage and dissolution of the cement between the loess grains caused by continuous precipitation. The results showed that stresses were gradually trapped in the slope during the earthquake. Hence, they facilitated landslide initiation by increasing the horizontal dynamic force. Seismic activities also help seepage and accelerate slide by destroying the porous structure of the loess and creating cracks. The simultaneous use of precipitation and earthquake factors in the numerical model decreased the factor of safety (FS), suggesting the inevitable occurrence of landslides in such conditions.
Keywords: Landslide, Loess Soil, Slope Stability, Numerical Modeling -
در این مقاله معادلات غیرخطی آب کم عمق در مدلسازی عددی امواج سونامی مورد بررسی و ارزیابی قرار داده می شود. مدلسازی سونامی شامل سه مرحله تولید، انتشار و بالاروی امواج سونامی است. در این مطالعه ابتدا از یک آزمون محک برای ارزیابی کلی مدل غیرخطی آب کم عمق استفاده شد و پس از حصول اطمینان از عملکرد آن، شبیه سازی سه رویداد واقعی سونامی (2004 اقیانوس هند، 2011 ژاپن و 1945 مکران) انجام شد. همواره داده های واقعی یا آزمایشگاهی نقش مهمی در تنظیم و کالیبره کردن مدل های عددی ایفا می نمایند. تطبیق نتایج مدل سازی با داده های واقعی در این مطالعه حاکی از دقت قابل قبول مدلسازی عددی غیرخطی آب کم عمق در شبیه سازی امواج سونامی می باشد. این امر بخصوص در مورد سونامی 2011 ژاپن که شامل داده های مناسب و دقیق تر می باشد، بیشتر مشهود است. لازم به ذکر است که اختلاف بین خروجی مدلسازی و داده واقعی تنها ناشی از خطاهای دستگاهی و روش مدلسازی نمی باشد و عامل بسیار کلیدی دیگر درک ناقص از چشمه سونامی است. بدین جهت مدلسازی چشمه تولید سونامی دارای بیشترین عدم قطعیت و حیاتی ترین مرحله مدلسازی است. هرچند با وجود شناخته شده بودن معادلات موج آب، نیاز به بهبود و پیشرفت مدلسازی انتشار و بالاروی سونامی و به خصوص گنجاندن دقیق تر اثر عواملی نظیر پاشش، اصطکاک بستر و ساحل و دینامیک موج در ساحل محسوس است اما ارزیابی مناسب خطر سونامی، هشدار سونامی و آمادگی در برابر آن همگی به مدلسازی چشمه سونامی وابسته می باشند که این مسئله تاکیدی بر نقش بسیار مهم آن می باشد.کلید واژگان: سونامی، مدلسازی عددی، معادلات موج کم عمق، آزمون محک، هشدار سونامیThis research examines and evaluates the nonlinear shallow water equations in the numerical modeling of tsunami waves. Tsunami modeling comprises three primary phases: the generation of tsunamis, their propagation across sea, and the final run-up upon reaching coastal regions. To evaluate the efficacy of the nonlinear shallow water model, an initial benchmark test was conducted. This test was pivotal in establishing the model's reliability, which then paved the way for simulating three significant historical tsunami events—the devastating 2004 Indian Ocean tsunami, the catastrophic 2011 tsunami in Japan, and the 1945 Makran tsunami. Laboratory data plays a crucial role in tuning and calibrating the numerical models, enabling them to better reflect real-world behaviors and outcomes. The results from these simulations showed a noteworthy alignment with actual historical data, showcasing an acceptable level of accuracy in the nonlinear shallow water numerical modeling approach. This compatibility was particularly pronounced for the 2011 Japan tsunami, where the availability of more contemporary and precise data supported more accurate modeling results. However, it is crucial to note that the observed discrepancies between the model outputs and the real-world scenarios cannot be entirely attributed to instrumental errors. Instead, a significant factor contributing to these discrepancies lies in the incomplete understanding of the underlying sources and mechanics of tsunami generation. Given this complexity, modeling tsunami generation carries a high level of uncertainty and represents a critical aspect of the modeling process. While the foundational equations governing water waves are well-established, there remains a pressing need for advancements in the modeling techniques utilized for tsunami propagation and run-up. Specifically, there is a strong imperative to refine the accuracy with which factors such as spray dynamics, friction with the seabed and coastal environments, and the multifaceted behavior of waves upon making landfall are incorporated into these models. These advancements have important effects beyond just research. They significantly impact tsunami risk assessment, early warning systems, and preparedness in coastal communities. Effective tsunami modeling not only enhances our understanding of these devastating natural phenomena but also fortifies our readiness to respond to future events. Given that tsunami modeling is a prerequisite for studying tsunami risk and developing warning systems in tsunami-prone areas, one essential requirement for accurate modeling is high-resolution bathymetric and topographic data. Furthermore, to better understand tsunamis, future studies must aim for a clearer picture of the geometry of tsunami sources, leading to more precise estimates of seabed deformation alongside conducting thorough geophysical, geological, remote sensing, and other field studies. The experiences from the 2004 Indian Ocean tsunami and the 2011 Japan tsunami demonstrate that utilizing tsunami early warning technology is crucial for providing timely alerts before the waves reach the shore, as there is no time to escape once the waves have arrived. In the two mentioned tsunamis, had a warning system been in place or functioning correctly, there would have been an appropriate opportunity to issue tsunami alerts from the source area to surrounding coastlines.Keywords: Tsunami, Numerical Modeling, Shallow Water Equations, Benchmark Test, Tsunami Warning
-
دریاها دارای تغییرات تراز سطح آب تدریجی و طولانی مدت می باشند. شبیه سازی عددی رفتار سفره های زیرزمینی ساحلی با دوره ی زمانی طولانی، می تواند بسیار زمان بر باشد. در این مقاله به بررسی اثر افزایش و یا کاهش زمان تغییرات تراز آب دریاها بر مدل سازی عددی رفتار آب های زیرزمینی پرداخته شده است. بدین منظور از مدل عددی GeoStudio مبتنی بر روش اجزای محدود استفاده شد. ابتدا مدل موردنظر بر اساس داده های آزمایشگاهی منتشرشده در منابع معتبر واسنجی و اعتبارسنجی شد و در ادامه تغییرات پنجه آب شور تحت حالت های تغییر تراز سریع و تدریجی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی نشان داد که مدت زمان تغییر تراز سطح آب شور تاثیری در برآورد ابعاد نهایی گوه آب شور ندارد. اما در حالت افزایش آنی تراز آب شور، مقدار طول پنجه 4% بیشتر از حالات افزایش تدریجی برآورد می شود. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد سریع ترین زمان به تعادل رسیدن سیستم (TR_min) در حالت افزایش و یا کاهش آنی تراز سطح آب رخ می دهد. با این حال نتایج نشان داد که اگر طول مدت تغییرات تدریجی شرایط مرزی کمتر از نصف TR_min باشد، تغییری در زمان تعادل رخ نمی دهد. علاوه بر این، نتایج حاصله نشان داد که زمان رسیدن به 50% طول پیشروی پنجه آب شور مستقل از سرعت تغییرات شرایط مرزی آب شور است. درصورتی که مقدار حداقل زمان به تعادل رسیدن در حالت افزایش آنی تراز آب شور TA_min باشد و زمان افزایش تراز سطح آب شور برابر یا بیشتر از TA_min 4/1 باشد، زمان به تعادل رسیدن پنجه تقریبا منطبق بر زمان توقف تغییرات سطح آب شور خواهد بود.کلید واژگان: آب زیرزمینی، پنجه آب شور، مدل عددی، مقیاس زمانThis article investigates the impact of sea level fluctuations on numerical modeling of groundwater behavior. The study employs GeoStudio, a finite element numerical model, to calibrate and validate the model using benchmark data from reliable sources. The investigation focuses on changes in saltwater levels under varying rates of increase and decrease. Results indicate that reducing saltwater levels in the numerical model does not affect the estimation of the final dimensions of the saltwater wedge. However, a sudden increase in saltwater levels results in an estimated wedge length that is 4% greater than gradual increases. Furthermore, the research reveals that the system reaches equilibrium fastest when water levels increase or decrease instantaneously. If the minimum time to reach equilibrium during a sudden decrease in water levels is denoted as TR_min, gradual changes in boundary conditions lasting less than half of this time do not impact the equilibrium time. The study also demonstrates that the time required to reach 50% of the advancing length of the saltwater wedge remains independent of the rate of change in saltwater boundary conditions. If the minimum time to reach equilibrium following an instantaneous increase in saltwater levels is denoted as TA_min, and the duration of saltwater level increase is equal to or greater than 1.4TA_min, the time to reach equilibrium of the wedge will be approximately the same as the duration of the saltwater level stabilization.Keywords: Groundwater, Numerical Modeling, Saltwater Wedge, Time Scale
-
بررسی تغییرات هندسی و ریخت شناسی کمربند کوهزایی البرز (محدوده قزوین-رشت) با استفاده از مدل سازی عددی
خردقاره ها در برخورد با صفحات بزرگ تر و مقاوم تر راحت تر دگرریخت می شوند. در این شرایط، دگرریختی در پیشانی برخورد متمرکز بوده و به رفتار مواد و ساختارهای از پیش موجود وابسته است. البرز در حاشیه شمالی خردقاره ایران مرکزی قرار داشته و متحمل دگریختی های متعددی از زمان تریاس به بعد (از جمله کوهزایی سیمرین، لارامید و آلپی) گردیده است. بیشترین بالا آمدگی البرز در اواخر سنوزوییک و در ارتباط با کوهزایی آلپی بوده است. جابجایی ناگهانی در پیشانی کوهستان البرز در محدود ه قزوین- رشت در تصاویر ماهواره ای مشهود بوده و شواهد ژئوفیزیکی نیز حاکی از وجود تغییرات پی سنگی است. این تغییرات ناگهانی پیشانی کوهستان در قسمت شمالی و جنوبی البرز، به عملکرد یک گسل پنهان در عمق و یا تغییر ناگهانی در پی سنگ خزر نسبت داده شده است. به همین منظور پنج مدل سازی عددی با فراسنج های مختلف، همچون وجود لایه جدایشی قاعده ای، میانی و تاثیر تغییر ضخامت این لایه و همچنین تاثیر وجود گسل های پی سنگی مورد بررسی قرار گرفت. مدل سازی های انجام شده نشان داد، وجود لایه جدایشی قاعده ای موجب انتشار دگرریختی به سمت پیشانی می شود. اضافه کردن سطح فراکنشی میانی نیز این فرایند را تشدید می کند. در صورتی که ضخامت سطح فراکنشی میانی بیشتر شود، بالاآمدگی و میزان دگرریختی به خصوص در قسمت پیشانی مدل به طرز چشمگیری افزایش می یابد. مدل های مربوط به تاثیر گسل های پی سنگی تمرکز دگرریختی در بالای گسل های پی سنگی را به وضوح نشان می دهد و به راحتی می تواند باعث انتشار دگریختی به سمت پیشانی مدل گردد. با توجه به برش های عرضی ترسیم شده در محل های تغییرات جانبی در پیشانی کوهستان، و زمین شناسی محدوده مورد مطالعه می توان تاثیر ضخامت سازند شیلی ژوراسیک (سازند شمشک) را به عنوان لایه جدایشی در البرز مرکزی مشاهده نمود که باعث بالا آمدگی بیشتر آن و در نتیجه رخنمون وسیع سنگ های پالئوزوئیک در البرز مرکزی نسبت به البرز غربی شده است. مدل سازی عددی با تغییرات ضخامت در لایه جدایشی میانی (1 و 2 کیلومتر) چنین تغییراتی را در قسمت مرکزی و غربی البرز شبیه سازی کرده است. وجود گسلش پی سنگی نیز در البرز غربی می تواند دلیل حرکت پیشانی کوهستان به سمت جنوب (به سمت پیش بوم) باشد.
کلید واژگان: البرز، مدل سازی عددی، تاثیر سطح فراکنش، جابجایی پیشانی کوهستانDeformation of microcontinents occurs during collision with a larger stable continent. Deformation is usually concentrated at the boundaries of the deforming microcontinent and depends on mechanical stratigraphy and pre-existing structures. The Alborz Mountains, located in the northern margin of central Iran underwent various deformations including Cimmerian, Laramide and Alpine compressions since the Triassic and its highest exhumation occurred in Cenozoic, as a result of the Alpine orogeny. Relocation of the Alborz Mountain front is visible in the satellite images in the Qazvin-Rasht area, where the geophysical maps also indicate changes in the basement at the subsurface. The aim of this study is to investigate possible factors responsible for this large displacement of the mountain front, using 2D numerical modeling. We designed and run five 2D models considering different parameters, such as the presence of basal and middle detachments and the effect of their thickness as well as the involvement of basement faults. The experiments show a faster movement of the deformation towards the foreland in the presence of basal detachment compared to the case without basal detachment. The addition of intermediate detachment intensifies this process. Increasing the thickness of the middle detachment increases the exhumation and deformation, especially towards the foreland. The model with a pre-existing basement fault shows very clear localization of deformation on the basement fault which causes developing the deformation towards the foreland. According to the cross sections constructed across the area on both sides of the change in the mountain front, there is an increase in the thickness of the Jurassic shale (Shemshak Formation) as a detachment level in the central Alborz, where higher exhumation and extensive outcrops of Paleozoic rocks is observed compared to the western Alborz. The numerical models with different thickness of intermediate detachments (1 and 2 km) have simulated this difference between the central and western Alborz. Considering the larger displacement of deformation front toward the foreland in the numerical model in the case of a pre-existing fault, the presence of a basement fault in the western Alborz could be assumed to cause the larger southward displacement of the mountain front compared to the central Alborz.
Keywords: Alborz, Numerical modeling, Detachment effect, Mountain front displacement -
افزایش عمق معدن کاری، منجر به قرار گرفتن تراز کف پیت معدن محدوده استخراج ماده معدنی در زیر سطح آب زیرزمینی می شود. ورود آب زیرزمینی به پیت معدن باعث افزایش هزینه ها و همچنین کاهش راندمان و سطح ایمنی کار می شود. معدن سنگ آهن گهر زمین با ذخیره تقریبی 600 میلیون تن یکی از بزرگترین معادن روباز آهن خاورمیانه در جنوب غرب شهرستان سیرجان واقع در استان کرمان می باشد که در حال حاضر مشکل ورود آب زیرزمینی به پیت معدن دارد. در این پژوهش برای مدلسازی و پیش بینی حرکت آب زیرزمینی و همچنین مدیریت صحیح فرآیند زهکشی، از نرم افزار MODFLOW در محیط پیچیده معدن سنگ آهن گهر زمین استفاده شده است. با توجه به ناهمگن بودن زمین که در هر مکان باعث تغییرات زیادی در پارامترهای هیدرودینامیکی می شود، از یک شبکه نوآورانه Pilot Point برای درون یابی مقدار پارامترهای هیدرودینامیکی مورد نیاز مدل استفاده شده است. پس از واسنجی و صحت سنجی مدل، جهت جریان آب زیرزمینی در محدوده مورد مطالعه از سمت شمال پیت به سمت غرب می باشد. میزان آب ورودی از قسمت شمالی پیت و آب خروجی از قسمت غربی پیت، به ترتیب حدود 679 و 1448 متر مکعب بر شبانه روز می باشد. در انتها با انجام بهینه سازی توسط مدل، موقعیت هفت حلقه چاه جدید و دبی بهینه پمپاژ شده برای چاه های موجود و جدید در یک سناریوی پیشنهادی زهکشی، مشخص شد. نتایج پیش بینی مدل نشان از کاهش سطح ایستابی به اندازه 14 متر در بخش شمالی و 10 متر در بخش شرقی محدوده مورد مطالعه در طی یک ماه دارد.کلید واژگان: آبخوان معدن روباز، سنگ آهن گهرزمین، مادفلو، مدل سازی عددی، مدیریت منابع آب زیرزمینیIncreasing the depth of mining leads to placing the level of the mine pit in the area of mineral extraction below the groundwater level. The entry of groundwater into the mining pit increases the costs and also reduces the efficiency and safety level of the work. Gohar Zamin Iron Ore Mine with a reserve of approximately 600 million tons is one of the largest open-pit iron mines in the Middle East in the southwest of Sirjan city, located in Kerman province, which currently has a problem with groundwater entering the mine pit. In this research, MODFLOW software has been used in the complex environment of the Gohr Zamin Iron Ore Mine to model and predict the movement of underground water and the proper management of the drainage process. Due to the heterogeneity of the underground layers, which causes many changes in the hydrodynamic parameters in each place, an innovative Pilot Point network has been used to interpolate the value of the hydrodynamic parameters required by the model. After the calibration and validation of the model, the direction of the groundwater flow in the studied area is from the north side of the pit to the west. The amount of inflow water from the northern part of the pit and the outgoing water from the western part of the pit is about 679 and 1448 cubic meters per day, respectively. In the end, by performing optimization by the model, the position of seven new wells and the optimal pumped flow rate for existing and new wells in a proposed drainage scenario was determined. The prediction results of the model show a decrease in water level by 14 meters in the northern part and 10 meters in the eastern part of the studied area within one month.Keywords: Gohar Zamin Iron Ore Mine, Groundwater Resources Management, MODFLOW, Numerical modeling, Open pit mine aquifer
-
یکی از مسائل مهم مهندسی عمران در مناطق شهری، پایدارسازی جداره های قائم و شیب دار خاکی است. از تکنیک هایی که روز به روز در محیط های شهری داخل و خارج کشور به منظور پایدارسازی گودها، رواج پیدا نموده است، تکنیک میخ کوبی می باشد. چال های حفاری معمولی تحت اثر بارهای وارده، حتی در اعماق کم، بارها ریزش نموده و از سرعت کار کاسته شده و تلفات جانی و هزینه های اقتصادی غیر قابل پیش بینی را موجب شده است. علاوه بر آن ریزش چال های حفاری از سوی دیگر موجبات سستی خاک و از دست دادن تراکم آن را فراهم می سازد که به طبع آن باعث تحمیل تغییر شکل بیشتر افقی و عمودی در سطح زمین می شود. این تحقیق ضمن معرفی این مشکل در گودبرداری های عمیق، با مدل سازی آزمایشگاهی و نیز عددی بوسیله نرم افزار اجزاء محدود Plaxis 3D Foundation، به بررسی چگونگی تاثیر میزان سربار و تراکم خاک بر رفتار میخ ها می پردازد. مشاهده گردید در شرایط یکسان تراکم خاک، ظرفیت بیرون کشیدگی انواع میخ ها با افزایش فشار سربار اعمالی بر روی خاک، افزایش پیدا می کند. همچنین در شرایط یکسان فشار سربار اعمالی، ظرفیت بیرون کشیدگی میخ ها در اثر افزایش وزن مخصوص خشک خاک که افزایش تراکم خاک می باشد، افزایش خواهد یافت.
کلید واژگان: میخ کوبی، سربار، تراکم خاک، مقاومت بیرون کشیدگی میخ، مدل سازی آزمایشگاهی و عددیOne of the most important issues in urban areas is the stabilization of vertical and sloping earth walls. Nailing technique used for slope stabilization, has become popular day by day in urban environments, around the world. Normal drilling wells, even at shallow depths, have collapsed many times when subjected to applied loads, resulting in reduced work progress, loss of life and unpredictable economic costs. On the other hand, the collapse of drilling holes causes to loosen the soil structure and reduce its density, which in turn causes more horizontal and vertical deformations to occur in the earth’s surface. This research, introduces the deep excavation stabilization with the aid of laboratory and numerical modeling and presents the effect of overburden and soil density on the nails behavior. It was observed that under the conditions of the same soil density, the pullout capacity of all types of nails increases with the increase of the overburden pressure applied on the soil. For example, by increasing the overburden from 0.2 to 0.5 kg/cm2, in a soil sample with a specific weight of 1.4 gram/cm3, it causes a 100% increase, and in a soil sample with a specific weight of 1.6 gram/cm3 causes a 150% increase in the nail pullout capacity. Also, under the same conditions of the applied overburden pressure, the pullout capacity of the nails will increase due to the increase in the specific dry weight of the soil, which is an increase in the density of the soil. In other words, by increasing the specific dry weight of the soil from 1.4 to 1.6 gram/cm3, by applying overburden of 0.2, 0.5, and 0.8 kg/cm2, the pullout capacity of the nail increases by 16, 35, and 40 percent compared to the initial state.
Keywords: Soil Nailing, Overburden, Soil Density, Nail Pullout Strengh, Experimental, Numerical Modeling -
هدف این تحقیق شبیه سازی تحولات تنش و تغییرشکل ورق قاره ای در فرایند فرورانش است. مفهوم اصلی که به آن پرداخته شده این است که پسروی درازگودال در حین فرایند فرورانش می تواند به ایجاد رژیم تنش کششی در ورق قاره ای سوار، نازک شدگی آن و تکتونیک کششی در پوسته قاره ای منجر شود. ورق ایران در ایوسن کشش توزیع یافته ای را تجربه کرده بوده است. یکی از نظریه های ناظر بر این رویداد، پسروی اسلب نیوتتیس در آن دوران را مسبب رژیم تنش کششی می داند. با کمک شبیه سازی های عددی برای حل معادلات بقاء حاکم بر جریان و دگرشکلی در پوسته و گوشته بالایی، نقش ریولوژی، ضخامت و سن ورق قاره ای در این تحولات مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که پسروی درازگودال در بازه ای بزرگ از پارامترهای فیزیکی شبیه سازی ها می تواند روی دهد. پسروی دراز گودال می تواند در یک بازه زمانی 7 تا 12 میلیون ساله منجر به رژیم تکتونیکی کششی متمرکز در نزدیکی لبه ورق قاره ای شود. برای یک ورق لیتوسفری با ریولوژی قوی این رژیم تکتونیکی به نازک شدگی ناچیز و عوارض زمین شناسی کوچک مقیاس ختم می شود. در مقابل با کاهش یافتن استحکام ریولوژیکی ورق قاره ای (و همچنین با کاهش ضخامت آن) دگرشکلی های شدیدتر و بزرگ مقیاس تری روی می دهد که برخی از آنها می توانند از نظر شدت و مقیاس زمانی رویداد، قابل مقایسه و تطبیق با آن چه در ایوسن در ایران رخ داده، باشد.کلید واژگان: شبیه سازی عددی، فرورانش، رئولوژی، لیتوسفر قاره ای، دگرشکلی کششی، پسروی درازگودالThe aim of this study is to simulate stress variations and deformation of the continental plate in the subduction process. The main concept considered is that trench retreat during the subduction process can lead to the creation of an extensional stress regime in the overriding continental plate, and subsequent extension tectonics, and the thinning of the continental crust. The Iranian plate experienced distributed extension in the Eocene. One of the scenarios regarding this event considers the roll-back of the Neo-Tethys slab at that time as the cause of the extensional stress regime. Through numerical simulations to solve the conservation equations governing the flow and deformation in the crust and mantle, the role of rheology, thickness and age of the continental plate in the above-mentioned developments have been investigated. The results show that trench retreat can occur for a large range of physical parameters. Prolonged trench retreat can lead to a localized extensional tectonic regime near the edge of the continental plate above the subduction zone, 7 to 12 million years after the initiation of subduction. For a lithosphere with strong rheology, this tectonic regime results in negligible thinning, too small to be observable in the geological record. In contrast, for weaker continental plate, as well as a thin lithosphere, a wide-range of extensional deformations can occur, some of them comparable in terms of amplitude and time-scale with the events of the Eocene in central Iran.Keywords: Numerical modeling, Subduction, Rheology, Continental lithosphere, Extensional deformation, Trench retreat
-
پژوهش حاضر به مطالعه تغییرات فصلی فرایندهای فیزیکی خزر جنوبی با استفاده از مدل اقیانوسی ROMS می پردازد. این مدل عددی برای هفت سال اجرا شد و خروجی های آن در سال آخر (2018) برای این پژوهش به کاررفت. در این شبیه سازی از داده های سه ساعته ECMWF (ERA Interim) برای واداشت های جوی استفاده شده است. با توجه به قرار گرفتن دو رودخانه مهم کورا و سپیدرود در منطقه مورد مطالعه، ورودی این دو رود به مدل اعمال شده است. نتایج مدل با داده های مشاهداتی و مدل سازی قبلی در دریای خزر اعتبارسنجی شده اند. بررسی ها نشان داد این مدل با مشاهدات میدانی و مدل های عددی اجراشده درگذشته همخوانی خوبی دارد. نتایج نشان می دهد تغییرات فصلی دما نسبت به شوری در این حوزه چشمگیرتر است. متوسط دمایی که مدل برای این حوزه برآورد کرده است، حدود 16 تا 18 درجه سانتی گراد است و مقدار میانگین برای شوری حدود 5/13 واحد شوری است. در بیشتر فصول، الگوهای جریان در این حوزه به صورت پادساعت گرد هستند. این الگوها که ناشی از وجود بادهای غالبی هستند که به صورت شمالی- جنوبی به سمت سواحل ایران می وزند، به شکل سواحل خزر جنوبی نیز وابسته اند. این جریانات سطحی که به دلیل باد شکل می گیرند، با توپوگرافی خزر جنوبی کنترل می شوند و در بیشتر فصول، پیچک هایی را تشکیل می دهند که برخی از آنها دوقطبی هستند. مهم ترین نتیجه این تحقیق می تواند نوسانات حدود 5 تا 10 سانتی متری تراز سطحی خزر به دلیل وجود این پیچک ها باشد که بسته به چرخندی و واچرخندی بودن، می توانند تراز آب را افزایش یا کاهش دهند. بر اساس نتایج، هنگامی که پیچک ها چرخندی هستند، مرکز آب سرد تشکیل می دهند. این توده آب حدود نیم تا یک درجه سردتر از آب اطراف خود است. در پیچک های واچرخندی که مرکز گرم دارند، تراز آب های سطحی بیشتر از آب های اطراف است؛ ازاین رو این پیچک ها دو اثر مهم بر جای می گذارند که شامل تغییرات توزیع دمای سطحی و نوسانات سطح خزر است. البته نقش این پیچک ها را در پخش آلودگی های نفتی نمی توان نادیده گرفت.
کلید واژگان: خزر جنوبی، مدل سازی عددی، جریانات و پیچک ها، مرکز گرم و سرد، تغییرات تراز آبThe Caspian Sea is the greatest lake in the world. This basin plays a significant role in the climate of the countries located in the vicinity of it. This water body is divided into three basins, including the northern, middle, and southern parts. The Iranian coasts are located in the southern part. This paper uses the ROMS model to investigate the seasonal changes in physical oceanography phenomena in the Southern Caspian Sea. To deal with this, the model was run for seven years. The GEBCO data are utilized to make the grid file with the resolution of 30 seconds. Three-hourly ECMWF (ERA Interim) data was applied to the model. Furthermore, the Kura and the Sepidrud rivers were considered for simulation. The climatology and initial conditions data were extracted from World Ocean Atlas 2013 and ICOADS, respectively. In this research, the horizontal resolution of 2.5 km and 16 layers in vertical grids were applied to the model. The model outputs are validated with observation data and other simulations in this basin. The results show that the ROMS can be an appropriate model for simulation in this region, particularly in the southern part, as the outputs are compatible with the observation data. Moreover, the results indicate that the seasonal changes of temperature are remarkable compared to salinity. While the model has recorded the mean value of 16°-18° C for temperature, this value for salinity is 13.5 PSU. The typical surface currents are counter-clockwise as the dominant winds are from the north to the south towards the Iranian coasts. The topography of the southern part controls these currents because most eddies are formed in the vicinity of the deep part of the south part. Some eddies are dipoles that can be observable in most seasons. The strongest eddies are formed in this basin in the fall, particularly in December. The most important finding of this research can be the fluctuation of the surface water, which varies from 5 to 10 cm, due to these cyclonic and anticyclonic eddies. When eddies are cyclonic, they form the center of cold water. This water mass can be 0.5°-1° C colder than the surrounded water. Herein, we conclude that these eddies can have two considerable effects on sea surface temperature distributions and sea surface height. Thus, this model shows the behaviors of eddies correctly. It should be noted that eddies can play a significant role in the propagation of oil spills in the southern parts, which is discussed in this paper.
Keywords: Southern Caspian Sea, Numerical modeling, Currents, Eddies, Warm, Cold core, Changes in Sea Surface height -
In this paper, the land subsidence across Arak plain, a relatively vast plain located in central Iran, caused by groundwater level drop is calculated using Mohr-Coulomb elastoplastic model. Also, a modified finite element model is applied via Plaxis2D commercial software for validation. Five borehole stations at given locations across the Arak plain are considered, namely Gavkhaneh, Ebrahimabad, Safarabad, Amanabad, and MojedabadKohneh, and the mentioned model is applied at each borehole. The acquired results show a subsidence average value of 26.6 cm for 17.85 m of groundwater level drop along 1991-2014. Also, the lowest aggregated subsidence value until 2014 is observed at Safarabad station being 0.2 cm, while its maximum value is observed at Gavkhaneh station being 88.75 cm. The acquired results reminds the necessity of groundwater resources management measures and supervision over exploitation amounts.
Keywords: subsidence, Numerical Modeling, Elastoplastic Mohr-Coulomb Model, Underground Water Level, Iran -
انفجار و لرزش های حاصل از آن در مقایسه با ساختارهای زمین شناسی و آب زیرزمینی، به دلیل قابلیت کنترل بهتر آن، تاثیر کم تری در ناپایداری حفریات زیرزمینی دارند. عدم اجرای اصولی فرآیند انفجار، ممکن است منجر به آسیب های جدی شود. در این تحقیق مدل سازی روی رمپ قره چنگول معدن سرب و روی زه آباد در برابر بارهای انفجاری انجام شده است. این معدن در جنوب روستای زه آباد واقع در70 کیلومتری شمال شهرستان قزوین در بخش طارم سفلی واقع است. به منظور به دست آوردن خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ های در برگیرنده رمپ و پارامترهای مقاومت برشی ناپیوستگی ها، آزمایش هایی شامل آزمایش های تک محوری، سه محوری، برزیلی، برش مستقیم، تعیین وزن مخصوص و سرعت امواج طولی انجام شد. هم چنین برای شبیه سازی شرایط پیچیده حاکم بر فرایند انفجار، با توجه ناپیوسته بودن محیط، برای مدل سازی عددی از نرم افزار المان مجزای UDEC استفاده شد. در انجام یک تحلیل دینامیکی ابتدا باید مدل در حالت استاتیکی به تعادل برسد. بعد از تعریف شرایط مرزی جاذب، بارهای دینامیکی بر اساس مدت زمان تعریف شده به مدل وارد می شود. در بحث پایداری معادن و فرآیند انفجار، بار دینامیکی حاصل از آن اغلب به صورت یک پالس به مدل اعمال می شود. با وارد کردن بار دینامیکی و در نظر گرفتن سایر تغییرات یاد شده نسبت به تحلیل استاتیکی، می توان پاسخ دینامیکی فضای زیرزمینی را تحت بار لرزشی انفجار و یا زلزله پیش بینی کرد. برای این منظور موج ضربه ناشی از انفجار به صورت پالس نمایی با فشار بیشینه 41/4 مگاپاسکال و پهنای زمانی 7/0 تا 7 میلی ثانیه به مرز سمت چپ مدل اعمال شد. نتایج حاصل از تحلیل عددی نشان می دهد که در حالت استاتیکی فضای زیرزمینی مورد نظر پایدار است و بلوکی ریزش نمی کند. بعد از اعمال بار حاصل از انفجار نتایج نشان می دهد، رمپ پایدار می ماند و نیازی به نصب سیستم نگه داری نیست و در اطراف رمپ موردنظر ریزشی صورت نمی گیرد.
کلید واژگان: معدن سرب و روی زه آباد، رمپ قره چنگول، بارگذاری انفجار، پایداری، تحلیل دینامیکی، مدل سازی عددیIntroductionUnsystematic execution of blasting process may result in serious damages. Blasting is a very complex process and almost all of blast designs are made based on empirical relations resulting from trial and error. In recent decades, considerable development of numerical methods has been made possible to achieve high accuracy study of blast effects on surface and subsurface structures. Among these methods are boundary element method, finite difference method and finite element method. It should be mentioned that there is currently no software which might be able to completely simulate blast process. But the UDEC software is able to simulate different aspects of this phenomenon through simplification and focusing on each aspect. Therefore, the UDEC software was selected. In the present study, the modeling has been performed for Ghareh Changool ramp of Zehabad Zinc and Lead Mine against blast loads.
Material and methodsZehabad Ore deposit is located around 2 km south of Zehabad Village of Tarom Sofla County, 56 km to northwest of Qazvin at 49˚ 25' east longitude and 36˚ 28' north latitude.
The formation surrounding the ore deposit is generally made up of pyroclastics, lavas and sedimentary rocks of Eocene age (Karaj Formation) which have been divided into 22 stratigraphic units. Lithological composition of the tuff units are often rhyolithic to dacitic and the lava units are consisted of rhyolite, dacite and andesite.
To accomplish this study, we took rock blocks from Ghareh Changool ramp. Then, the blocks were cored in the laboratory to provide cylindrical samples for doing uniaxial compressive, triaxial, Brazilian and direct shear tests. Physical and mechanical properties of the tuff samples were determined according to ISRM standards.
In the present study, field studies were done to calculate strength parameters and properties of the joints. Based on these studies, three major joint sets were determined. In order to obtain the shear strength parameters of the joints, the cylindrical samples of andesitic tuff were molded by concrete and direct shear test was done on all of the joints according to ASTM D 4554.Results and discussionTo simulate the complex conditions of blast process, we used the discrete element software of UDEC for numerical modeling considering the discontinuity of the medium. To do a dynamic analysis, first the model should come to equilibrium in the static state. The space considered to be modeled in the study was a horse-shoe-shaped ramp with 4 m base, 4 m height and 1.5 m arc radius which was located in rocky medium consisting of tuff. The height of overburden above the roof of the ramp was about 190 m. The dimensions of the model in UDEC was 20*20 m2. The behavioral model considered for the rock blocks and discontinuities were the elastic isotropic and surface contact of the joint (elasto-plastic) associated with Coulomb sliding failure, respectively. After defining the absorbing boundary conditions, the dynamic loads were applied to the model based on the defined time period. In mines stability and blasting process, the dynamic load resulting from the blast is often applied to a model as a pulse. By application of dynamic load and considering the other mentioned variations with respect of static analysis, the dynamic response of underground space could be estimated under vibration load of blast or earthquake. To do this, the blast impact wave was applied to the left side of the model as exponential pulse with maximum pressure of 4.41 MPa and time width of 0.7 to 7 msec. The results of the numerical modeling in static analysis indicated that no block would fall (Fig. 1). After application of the blast load, the results showed that there was no falling around the ramp (Fig. 2).
Conclusion1. In static condition, after initial equilibrium no block was fallen into the ramp, regarding the blocks’ magnification plots, as a result the ramp was stable in the static loading.
2. In dynamic loading case, considering the displacement plots around the ramp and the low values of these displacements, as well as, magnification plot of the blocks 40 msec after the blast it can be said that no block was fallen into the ramp. Therefore the ramp was stable in the dynamic loading case and there was no need to install support system. .Keywords: Zehabad lead, zinc mine, Ghareh Changool ramp, blast loading, stability, dynamic analysis, numerical modeling -
دشت اردبیل در شمال غرب ایران و در استان اردبیل قرار دارد. این دشت توسط ارتفاعاتی که بخشی از رشته کوه البرز هستند، احاطه شده و با وسعتی در حدود 990 کیلومتر مربع جمعیتی در حدود564000 نفر را در خود جا داده است. افزایش سریع تقاضای آب طی 25 سال گذشته در دشت اردبیل، منجر به بهره برداری زیاد آب زیر زمینی و در نتیجه افت سطح ایستابی به میزان بالغ بر 12 متر شده است. کاهش سطح آب زیر زمینی علاوه بر کاهش ذخیره آبخوان، می تواند صدمات جبران ناپذیری بر جا بگذارد. تنها در صورت مدیریت برداشت آب زیرزمینی این مسئله قابل کنترل خواهد بود. لذا هدف از این پژوهش، بهینه سازی برداشت آب از این آبخوان به منظور جلوگیری از افت بیشتر سطح ایستابی و در صورت امکان، جبران کاهش ذخیره آن است. در این پژوهش بر اساس پروتکل مدل سازی، ابتدا مدل مفهومی آبخوان دشت اردبیل تهیه گردید. بدین منظور پایگاه داده ای، شامل داده های کیفی و کمی در محیط ArcGIS تشکیل و روش های کریجینگ و منطق فازی برای تهیه انواع نقشه های پهنه بندی، به کار رفتند. پس از تعیین هندسه آبخوان، پارامتر های ورودی و خروجی، سیستم جریان آب زیر زمینی و پارامتر های هیدرولیکی، از کد Modflow 2005 به وسیله نرم افزار PMwin8، برای مدل سازی جریان آب زیر زمینی در آبخوان دشت اردبیل استفاده شد. بعد از مدل سازی جریان آب زیر زمینی، بر اساس مقدار افت، آبخوان دشت اردبیل به پانزده بخش، زون بندی و پس از بهینه سازی توسط نرم افزار PEST، مقادیر برداشت مجاز محاسبه شد. بر اساس نتایج به دست آمده برای تعادل بخشی سطح ایستابی آبخوان، بیشترین بهره برداری مربوط به شرق آبخوان و کمترین بهره برداری مربوط به مرکز دشت می باشد.
کلید واژگان: مدلسازی عددی، بهینه سازی، آبخوان دشت اردبیل، مدیریت آب زیرزمینیThe rapid increase in the water demand has led to large-scale groundwater developments in Ardabil plain, and intense extraction of groundwater has caused water table to decline as much as 12 m during the past 25 years. Optimizing the groundwater extraction in order to prevent declination of the water table and the possible compensation of the reduction in the aquifer storage are the main purposes of this dissertation. In this study, according to the modeling protocol, at first the conceptual model of Ardabil plain aquifer has been designed. For this purpose, a geodatabase consist of qualitative and quantitative data has been created. Then Kriging and fuzzy logic methods have been applied to create different kinds of zoning maps. After determining of the aquifer geometry, input and output parameters, groundwater flow system and hydraulic parameters, Modflow 2005 code was used by the PMWIN8 software for modeling the groundwater flow in Ardabil plain aquifer. After the modeling, based on the declination of the water table, the Ardabil plain aquifer has been divided to 15 zones. Then, the optimized values of the permissible extraction have been estimated using the PEST software. Based on the obtained results to balance the water table of Ardabil aquifer, the highest and the least exploitation should be at the east and center of the plain respectively.
Keywords: Ardabil plain aquifer, management of groundwater, Numerical modeling, optimization -
علی رغم ابهام در رفتار لرزه زایی زون فرورانش مکران در ساحل جنوب شرق ایران که به دلیل لرزه خیزی کم آن است، شواهد تاریخی و سونامی سال 1945 میلادی، بیان کننده پتانسیل سونامی زایی این زون هستند. رخداد سونامی های محتمل در آینده، ایران را بیش از هر کشور دیگری در معرض خطر ناشی از آن قرار خواهد داد. تحلیل خطر احتمالاتی سونامی، راهی موثر برای ارزیابی خطر ناشی از سونامی ها و کمکی جهت برنامه ریزی برای آینده است. در این مطالعه، با درنظرگرفتن زون فرورانش مکران، مکران غربی و مکران شرقی به عنوان چشمه های تولیدکننده سونامی، به برآورد خطر احتمالی سونامی در ساحل جنوب شرق ایران پرداخته شد. سناریوهایی برای وقوع زمین لرزه هایی با بزرگای بین 5/7 تا 9/8 برای مکران غربی و مکران شرقی و سناریوهایی با بزرگای بین 5/7 تا 1/9 برای کل مکران درنظرگرفته شد. در این تحقیق، از نتایج مدل سازی عددی سونامی برای تحلیل خطر احتمالاتی سونامی استفاده شد. نتایج، ساحل کنارک (واقع در استان سیستان و بلوچستان، جنوب شرق ایران) را خطرپذیرترین ناحیه ساحلی در میان نقاط مهم مختلف برای سناریوهای مورد مطالعه نشان داد. کمترین خطرپذیری نیز از آن سیریک (واقع در استان هرمزگان، جنوب ایران) است. نتایج، حاکی از لزوم توجه به خطر درازمدت سونامی در این منطقه مهم از کشور ایران، به خصوص ناحیه بین جاسک و بریس است.کلید واژگان: مکران، سونامی، جنوب شرق ایران، تحلیل خطر احتمالاتی، مدل سازی عددیDespite the ambiguous tsunamigenic behavior of the Makran Subduction Zone (MSZ), due to the low level of offshore seismicity, historical evidences and the 1945 tsunami in Makran confirm the potential of the MSZ for generating tsunami events. Possible future tsunamis generated by the MSZ will pose the coastlines of Iran to hazard more than any other country. Probabilistic tsunami hazard assessment (PTHA) is an effective approach to assess hazard from tsunamis and help for planning for the future. In this study, we assess the probabilistic tsunami hazard along the southeastern coast of Iran considering the entire Makran, the western Makran and the eastern Makran tsunamigenic sources. Tsunami scenarios include earthquakes of magnitudes between 7.5-8.9 for the western and eastern Makran and between 7.5-9.1 for the entire Makran. Both seismicity and tsunami numerical simulation are inputs for probabilistic hazard analysis. Assuming that the tsunami sources are capable of generating tsunamigenic earthquakes, estimating the annual rate of these events is required for PTHA. The truncated Gutenberg-Richter relation (Cosentino et al., 1977 and Weichert, 1980) is used in this study to compute the annual number of the earthquakes. We model tsunamis using the COMCOT well-known algorithm (Liu et al., 1998). The distributions of tsunami heights along the coastline of Iran are used in probabilistic tsunami hazard assessment. The results of PTHA show that Konarak and Sirik coastlines are posed to the most and least hazard from tsunamis, respectively. The probability of exceeding (POE) 1 and 3 meters increases with time. The probability that tsunami wave height exceeds 3 meters in 500 years is about 0.63 and 0 near the coastlines of Konarak and Sirik, respectively. The maximum POE for 3 meters belongs to the area between Beris and the west of Kereti. Distributions of probabilistic tsunami height along the coastline of Iran also indicate that Konarak and Sirik are the most and least vulnerable shorelines to tsunami hazard, respectively. The annual probability of exceeding 1, 2 and 3 meters are 1, 0.4 and 0.2, respectively. The results indicate the need of attention to tsunami long-term hazard along the southeastern coast of Iran, especially for the area between Jask and Beris. Our tsunami hazard assessment does not involve the tsunami inundation distances on dry land due to lack of high resolution site-specific bathymetric/topographic maps. Such computations are required in order to estimate the exact impacts of possible future tsunamis on the southeastern coast of Iran. High-resolution hydrographic surveys are required to be done in future for the major ports. Furthermore, future works should consider other possible near-field tsunami sources, such as the Murray Ridge, Minab-Zendan and Sonne faults and far-field tsunami sources, such as the Sumatra-Andaman subduction zone.Keywords: Makran, Tsunami, southeastern Iran, probabilistic hazard assessment, Numerical modeling
-
مجله پژوهش های دانش زمین، پیاپی 37 (بهار 1398)، صص 129 -142بخش میانی ناحیه فارس کمربند چین خورده – رانده زاگرس دارای پیچیدگی های هندسی و ساختاری زیادی است. یکی از دلایل اصلی این پیچیدگی حضور و فعالیت گسل های امتداد لغز احتمالا پی سنگی در این منطقه می باشد. در این تحقیق با بهره گیری از روش مدلسازی عددی و بررسی سناریوهای مختلف حضور و فعالیت گسل های سبزپوشان، سروستان و نظام آباد و مدلسازی الگوی توزیع واتنش، به بررسی نقش و تاثیر این گسل ها در ایجاد پیچیدگی های هندسی و ساختاری منطقه پرداخته شده است. این مدلسازی با استفاده از روش اجزا محدود و بهره گیری از نرم افزار متمتیکا و با در نظر گرفتن جهت تعیین شده تنش در بخش میانی فارس و شبیه سازی اعمال آن بر منطقه ای با حضور گسل ها و در سناریوهای حضور و عدم حضور هریک از گسل ها انجام شده است. نتایج به دست آمده دلالت بر نقش پررنگ گسل نظام آباد در حضور گسل های سروستان و سبزپوشان به طور هم زمان در توزیع واتنش و ایجاد هندسه فعلی ساختارهای موجود در منطقه مورد مطالعه دارد.کلید واژگان: توزیع واتنش، زاگرس، گسلهای سبزپوشان، سروستان، نظامآباد، مدلسازی عددیThe central part of Fars province of the Zagros fold – thrust belt has complex geological structure and geometry probably due to activity of major basement strike slip faults. In this research numerical modelling were used considering different scenarios of the possible roles of Sarvestan, Sabz-Pushan and Nezam-Abad faults for strain distribution modelling. Models were constructed using FEM method and Mathematica software applying local convergence direction of Iranian and Arabian plates in the Fars area and different scenarios of presence of each of three faults. Results revealed vital role of the Nezam-Abad fault in coeval activity of Sarvestan and Sabz-Pushan faults at the time in forming of the geometry of the study area.Keywords: Strain distribution, Zagros, Sabz-Pushan faults, Sarvestan, Nezam-Abad, numerical modeling
-
عوامل موثر در نشست سطح زمین در روش حفاری مکانیزه را می توان عمدتا به چهار دسته عوامل هندسی، عوامل ژئومکانیکی، پارامترهای کاری ماشین حفاری و پارامترهای مدیریتی و اجرایی تقسیم بندی کرد. عوامل هندسی شامل عمق و قطر تونل هستند پارامترهای کاری ماشین شامل فشار وارد بر جبهه حفاری، فشار تزریق در پشت سگمنت ها و نیز میزان تغییر قطر (کاهش قطر دستگاه در طول) دستگاه است و پارامترهای ژئومکانیکی شامل مشخصات مکانیکی لایه های خاک بین تونل تا سطح زمین است. در تونل های مناطق شهری که بیش تر در عمق کم و در بستر خاکی حفر می شوند، فشار جبهه کار می تواند یکی از عوامل پیش گیری کننده نشست سطح زمین باشد. در پروژه خطA مترو قم، تونل با ماشین حفاری مکانیزه از نوع متعادل کننده فشار زمین (EPB) حفر می شود. در این تحقیق با تمرکز روی پنج مقطع از این تونل، تاثیر فشار جبهه کار بر نشست سطح زمین تحلیل شده است. این پنج مقطع در کیلومترهای مختلف تونل در مکان هایی انتخاب شدند که در سطح زمین پین های نشست سنجی نصب شده اند و نتایج مدل سازی عددی قابل صحت سنجی هستند. برای بررسی اثر فشار سینه کار روی حداکثر نشست سطح زمین، چهار سطح فشار 100، 150، 200 و 400 کیلوپاسکال بررسی شد. این فشارها به ترتیب 1، 5/1، 2، و 4 برابر فشار اولیه جبهه کار بودند. نشست سطح زمین در این چهار سطح فشار با استفاده از نرم افزار اجزا محدود PLAXIS 3D TUNNEL ارزیابی شده است. اعتبارسنجی نتایج با استفاده از ابزاربندی در سطح زمین (پین های نشست سنجی) و روی تمامی این مقاطع انجام شده است. اعتبارسنجی انجام شده نشان داد که نتایج مدل سازی تطابق خوبی با نتایج پین های نشست سنجی دارد. مقایسه نتایج نشان می دهد افزایش 4 برابری فشار جبهه کار، حداکثر سبب کاهش 4. 45 میلی متری نشست بیشینه می شود. بنابراین افزایش فشار جبهه کار، میزان نشست را کاهش می دهد اما این مقدار بسیار ناچیز است. هم چنین مشخص شد که افزایش بیش از اندازه فشار سینه کار (بیش از 200 کیلوپاسکال) نه تنها حداکثر نشست سطح زمین را کاهش نمی دهد بلکه باعث ایجاد شکست غیرفعال (Passive failure) یا همان بالازدگی در جلوی سپر روی سطح زمین زمین می شود.کلید واژگان: نشست، EPB، تونل متروی قم، مدل سازی عددی، ابزاربندی، PLAXIS 3D TUNNELIn the mechanized boring method, the factors affecting ground surface settlement can be mainly divided into five categories: geometric, geomechanic, boring machines working, operating and management parameters. In urban tunnels bored mainly in shallow soil bed, face pressure can be one of the factors preventing ground settlement. The Line A tunnel in Qom metro project is bored with an EPB (Earth Balance Pressure) mechanized boring machine. The effect of face pressure on ground surface settlement was analyzed in the present study according to five sections of the tunnel. These five sections were selected in different kilometers of the tunnel where settlement gauges were installed and the results could be validated. To investigate the effect of face pressure on maximum ground surface settlement, four pressure levels of 100 kPa, 150 kPa, 200 kPa, and 400 kPa were taken into consideration. These were 1, 1.5, 2, and 4 times of the initial face pressure level, respectively. The ground surface settlement was assessed at four pressure levels using the finite element software, PLAXIS 3D TUNNEL. The results were validated using ground-level instrumentation (settlement gauges) on all sections. The validation showed that the modeling results are in good agreement with the results obtained from settlement gauges. Comparison of the results indicated that a 4-fold increase in the face pressure led to a maximum decrease of 4.45 mm in the maximum settlement. Therefore, an increase in the face pressure can reduce settlement, although quite minimally. It was also found that an over-increased face pressure (face pressure over 200kPa) not only did not reduce the maximum ground surface settlement but also may lead to passive failure or uplift of ground surface ahead of the shield.Keywords: Settlement, EPB, Qom metro tunnel, Numerical modeling, Instrumentation, PLAXIS 3D TUNNEL
-
تسلیح خاک به وسیله ژئوسنتتیک ها روشی موثر برای افزایش مقاومت برخاس] سازه های مدفون است. در این مقاله از المان مسلح کننده جدیدی که شامل تعدادی صفحات مهاری است و به ژئوگرید متصل می شود و موجب افزایش مقاومت بیرون کشیدگی ژئوگرید می شود استفاده شده است که به آن سیستم مهار- شبکه گفته می شود. بررسی عددی سه بعدی با استفاده از نرم افزار تفاضل محدود FLAC-3D برای بررسی مقاومت برخاست خطوط لوله مدفون در ماسه مسلح شده با این سیستم جدید انجام شده است. نتایج نشان می دهند که به علت گسترده تر شدن سطح گسیختگی خاک، استفاده از این سیستم مهار-شبکه در توده خاک، مقاومت برخاست خطوط لوله مدفون را به طور چشم گیری افزایش می دهد. طوری که جهت لوله با قطر خارجی 50 میلی متر، استفاده از سیستم مسلح کننده مهار- شبکه موجب افزایش مقاومت برخاست لوله به میزان 3/2 برابر حالت استفاده از ژئوگرید و 7/3 برابر حالت بدون مسلح کننده می شود. در مقایسه با چند لایه مسلح کننده، بازدهی استفاده از یک لایه مسلح کننده بیش تر است. هم چنین بازدهی لایه مسلح کننده در خاک های سست بیش تر از خاک های متراکم است. به علاوه، با افزایش قطر لوله، تاثیر لایه مسلح کننده کم تر خواهد بود.کلید واژگان: مقاومت برخاست، خطوط لوله مدفون، مدل سازی عددی، خاک مسلح، ژئوگرید، مهار، شبکهRecently, several studies on buried pipelines have been conducted to determine their uplift behavior as a function of burial depth, type of soil, and degree of compaction, using mathematical, numerical and experimental modeling.
One of the geosynthetics applications is the construction of a reinforced soil foundation to increase the bearing capacity of shallow spread footings. Recently, a new reinforcement element to improve the bearing capacity of soils has been introduced and numerically studied by Hatef et al. The main idea behind the new system is adding anchors to ordinary geogrid. This system has been named as Grid-Anchor (it is not a trade name yet). In this system, a foundation that is supported by the soil reinforced with Grid-Anchor is used; the anchors are made from 10×10×10 mm cubic elements. The obtained results indicate that the Grid-Anchor system of reinforcing can increase the bearing capacity 2.74 times greater than that for ordinary geogrid and 4.43 times greater than for non-reinforced sand.Keywords: Uplift Resistance, Buried Pipelines, Numerical Modeling, Reinforced Sand, Geogrid, Grid, Anchor -
در این پژوهش از روش اجزاء محدود (FEM) به منظور مدل سازی امواج الکترومغناطیس استفاده شده است. با توجه به قابلیت های این روش، ابتدا معادلات ماکسول در حیطه مکان گسسته سازی می شوند، سپس شرایط مرزی به منظور جذب امواج در کرانه های مدل اعمال می شود که از روش مرز جاذب مرتبه اول کلایتون و انگکوئیست استفاده شده است. در روش FEM عبارت مرز یک جمله جداگانه می باشد، به همین دلیل اعمال شرایط مرزی در این روش بسیار آسان تر از روش تفاضل محدود (FDM) است. پس از گسسته سازی مکانی با استفاده از روش FEM، گسسته سازی زمانی معادلات با استفاده از روش تفاضل محدود مرکزی صورت می گیرد. گسسته سازی زمانی معادلات، حجیم ترین و زمان برترین بخش محاسبات در مدل سازی هستند که نحوه گسسته سازی مکانی نقش بسزایی در این فرآیند ایفا می کند. با توجه به تنک بودن و متقارن بودن ماتریس های تشکیل شده در روش FEM، درصورتی که از الگوریتم های بهینه به منظور محاسبات و ذخیره سازی ماتریس ها در این روش استفاده شود، زمان و هزینه محاسباتی به طور قابل ملاحظه ای کاهش خواهد یافت که در این تحقیق چند تکنیک به منظور کاهش حجم و زمان محاسبات در نرم افزار متلب ارائه شده است. فرمول ها و روابط ارائه شده در این تحقیق به شکل ماتریسی هستند که به راحتی در نرم افزار متلب قابل کد نویسی می باشند. به منظور بررسی روش FEM در مدل سازی داده های GPR، الگوریتم های توسعه داده شده بر روی مدل های زمین شناسی فرضی آزمایش شده است که نتایج حاصل از مدل سازی دارای دقت قابل قبولی هستند.کلید واژگان: رادار نفوذی زمین (GPR)، روش اجزاء محدود (FEM)، مدل سازی عددی، شرایط مرزی جاذب (ABC)Ground-penetrating radar (GPR) is a popular geophysical method for high-resolution imaging of the shallow subsurface structures. Numerical modeling of radar waves plays a significant role in interpretation, processing, and imaging of GPR data. A number of different approaches have been presented for the numerical modeling of GPR data. The most common approach for GPR modeling is the finite-difference method (FDM) because the FDM approach is conceptually simple and easy to program. The difficulties in applying boundary conditions at non-linear boundaries and the lack of sufficient accuracy in complex geometries are the most important drawbacks of FDM.
This paper presents a finite-element method, for simulation of ground-penetrating radar (GPR) in two dimensions in the time-domain. FEM is a powerful and versatile numerical technique for handling problems involving complex geometries and inhomogeneous media. The technique is based on a weak formulation of Maxwells equations. In the FEM method, the wavefield is discretized on the elements using Lagrange interpolation, and integration over an element is accomplished based upon the Gaussian-quad integration rule. The major difference between the various numerical methods is in the spatial discretization. In the elemental-based methods, the complex geometry of the problem is divided into several smaller and simpler elements, then the integrals are calculated for each element. These methods have no with any regular or irregular geometry. The responses of the model in the finite-element methods are approximated in nodal points, so nodal polynomials of Lagrange are used for interpolation of the model response. Besides, the systematic generality of the method makes it possible to construct general-purpose computer programs for solving a wide range of problems. In this paper, at first, Maxwells equations are discretized, then the boundary condition is applied to minimize artificial reflections from the edges of the computation domain. Although the governing equations and mechanisms are completely different between radar and seismic waves, most of GPR data processing approaches are derived from seismic data processing. Due to similarities in these two techniques, accordingly, we implement the first-order Clayton and Engquist absorbing boundary conditions (firstorder CE-ABC) introduced in the numerical finite-difference modeling of seismic wave propagation. This boundary condition is simple to apply. The presented formulations are in matrix notation that simplifies the implementation of the relations in computer programs, especially in MATLAB application. After spatial discretization with FEM, time discretization is done by Finite-Central Difference (FCD). The time discretization is the most massive and time-consuming step in modeling, which spatial discretization has an important role in this process. The stiffness, mass and damping matrices are sparse and symmetrical in FEM; so if we use the optimized numerical algorithms and storages strategies, computational costs and processing-time can be reduced significantly. To investigate the efficiency of FEM, the computer program has been written in MATLAB and has been tested on two models. The results show that the radar wave simulation via FEM is an accurate and effective approach in complex models.Keywords: ground, penetrating radar(GPR), finite, element method (FEM), numerical modeling, absorbing boundary conditions (ABC) -
به منظور به سازی خاک در محل مخازن نفت پرژه انبار نفت ماهشهر، به علت وجود لایه های زیرسطحی نرم رسی و بالا بودن تراز آب زیرزمینی در ناحیه بررسی شده، برای نداشتن خسارات ناشی از نشست های تحکیمی دراز مدت در اثر ساخت مخازن، از روش پیش بارگذاری به کمک خاک ریز به همراه زهکش های قائم پیش ساخته (PVD) با الگوی مثلثی استفاده شده است. برای کنترل نتایج محاسباتی و عملکرد مناسب خاک ریزها از ابزار دقیق هایی نظیر نشست سنج ها و پیزومترها که در تمامی نقاط خاک ریز نصب شده اند، بهره گرفته شده است. در این مقاله آنالیز برگشتی با استفاده از نتایج ابزار دقیق و به کمک نرم افزار تفاضل محدود Settle 3D انجام شده و نتایج به دست آمده با یک دیگر مقایسه شده است. در این راستا پارامترهای تاثیرگذار ژئوتکنیکی اولیه حاصل از آزمایش های آزمایشگاهی و صحرایی با استفاده از این روش تصحیح شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که پارامتر های آزمایشگاهی موثر در نظر گرفته شده برای محاسبات اولیه نشست تحکیمی خاک نظیر (Cc) و (Pc)، به ترتیب بیش تر و کم تر از مقادیر واقعی اندازه گیری شده است و پارامتر های آزمایشگاهی موثر در نظر گرفته شده برای محاسبات زمان تحکیم خاک (Kh وKv ) از مقادیر واقعی اندازه گیری شده کم تر پیش بینی شده است. هم چنین نتایج حاصل بر مبنای بررسی های پارامتریک انجام شده در مورد آرایش و عمق زهکش های قائم، نشان داد که با افزایش طول زهکش ها نسبت به فواصل آن ها می توان کارایی این روش را افزایش داد.کلید واژگان: روش پیش بارگذاری، زهکش های پیش ساخته قائم، نشست تحکیمی، مدل سازی عددی، مخازن انبار نفتExtended Abstract (Paper pages 247-276) Introduction Construction of highways and high weight structures on compressible soft soils requires planning and sufficient knowledge of geotechnical conditions of the site. Before construction of the desired structure on this type of soils, it is unavoidable to improve and modify these soils to prevent large unpredictable settlements resulting in damages to the structure. Preloading is a method widely used in soil improvement that dates back to 1930s and earlier. It is a simple and economic method of increasing the strength parameters of saturated fine-grained soft soils. Easy implementation, monitoring and measuring the settlement of ground using instrumentation and checking the behavior of this method during the procedure are among the advantages of this method. Preloading approach can be applied using radial drainage to enhance consolidation settlement rate, and without radial drainage by either embankment or vacuum. In general, soft clayey soils require a long time for settlement consolidation due to their low permeability. To increase the consolidation rate in these soils, radial drains are installed beneath the soil. These drains cause artificial drainage paths under clay soils that increase the rate of consolidation process by curtailing the drainage path, which in turn will rapidly increase the strength of soil, increasing the capacity of bearing new load on soil. In this regard, in order to improve subsurface soft saturated clayey layers under the oil storage tanks in Mahshahr project, the preloading method by embankment along with prefabricated vertical drains (PVDs) with a triangular pattern has been used, which has been assessed in this paper as a case study. Considering the different layers of soil and subsurface conditions in project site of Mahshahr oil depot and compressible layers located in relatively large depths, the improvement extent has been high to modify soil characteristics in order to avoid soil settlement and failure due to application of high loads from tanks. Inaccuracy of embankment settlement estimates and the prolonged preloading operations are among the challenges of soil improvement using preloading. Therefore, the proper selection of soil parameters including effective parameters in consolidation settlement values (Cs, Cc and Pc) and soil consolidation time (Kh and Kv) can address preloading as a viable and practical option for soil improvement. In this paper, back-analysis results of instrumentation data have been compared using Settle 3D software, and the initial effective geotechnical parameters obtained from laboratory and field experiments have been modified using this method. Using the modified results of this study can lead us to successfully evaluate and control the design of the mentioned project. Material and Methods In order to perform numerical modeling, the Settle 3D software based on Finite Difference Method has been used. This software was used to examine consolidation settlement according to consolidation theory formulations. For three-dimensional modeling of embankments, dimensions of both sides of the embankment must be set so that the actual ground conditions are considered with the least impact on general behavior of the model. The embenkment heights of EM-2B and EM-3 are 14.6m and 13.9m, respectively. In order to determine the boundary conditions, three times the base of embankment is considered from both sides of the model, and for the height of geotechnical region influenced by creation of embankment, which has been modeled in the program, a height equivalent to 5 times the height of embankment has been considered based on boreholes data. The Figure 1 shows numerical modeling of EM-2B and EM-3 embankments in the Settle 3D. In this software, degree of consolidation can be changed by placing drains in soil. In EM-2B and EM-3 embankments, in accordance with preloading operations of Mahshahr oil depot project, the length of drain was set at 25 and 22m, respectively, and drain spacing in each embankment was 1.5m with triangular configuration. Hence, after numerical studies and back-analysis, the value of Cf (permeability ratio of site to laboratory) reaches 9 in Settle 3D software. In addition, (Cc) and (Pc) are modified with with 0.14 and 190 kPa values in the software, respectively. Finally, the modified soil parameters are presented in Tables 1 and 2 for EM-3 and EM-2B, respectively. Table 1. Back-analysis results of consolidation parameters of EM-3 Kh (ML) (m/day) Kv (ML) (m/day) Kh (CL-2) (m/day) Kv (CL-2) (m/day) Cf (ML) Cf (CL-2) Cc (ML) Cc (CL-1) Settle 3D (After Preloading) 0.146 0.073 0.036 0.018 17 21 0.16 0.08 Initial Design Parameters (Before Preloading) 0.00864 0.00432 0.00172 0.00086 .. .. 0.17 0.17 Table 2. Back-analysis results of consolidation parameters of EM-2B Kh (CL-2) (m/day) Kv (CL-2) (m/day) Cf (CL-2) Cc (CL-1) Pc (CL-1-1) (kPa) Settle 3D (After Preloading) 0.0234 0.0117 9 0.14 190 Initial Design Parameters (Before Preloading) 0.0026 0.0013 .. 0.17 180 According to the initial designs, for example, recorded value of settlement in the center of EM-2B settlement is approximately 122.2cm, while the settlement calculated in the center of EM-2B embankment has been 132cm. Therefore, initial values of calculated settlement based on assumed parameters was higher than the measured values of settlement. Lower values of measured settlements relative to calculated settlements can be attributed to conservative determination of geotechnical parameters and settlement equations based on one-dimensional theory of Terzaghi. Besides, parametric studies have been performed on the spacing and depth of vertical drains. Lastly, soil settlement induced by oil tanks has been compared before and after preloading based on modified soil parameters. Conclusion In this paper, the numerical modeling of soil consolidation has been discussed using pre-loading method with radial drainages in Mahshahr oil depot as a case study. In this regard, back-analysis using instrumentation results was conducted by Settle 3D software based on finite difference method, and the results were compared with each other. The basic geotechnical parameters obtained by laboratory and field experiments have been modified using mention method. The results obtained from the analysis indicate that settlement values from the instruments data were less than those back-analysis results. Indeed, the effective laboratory parameters intended for primary calculations of consolidation settlement values of the soil (Cc and Pc) were more and less than the actual measured values, respectively, and the effective laboratory parameters intended for time of soil consolidation calculations (Kh and Kv) were lower than the actual measured values. Also, parametric studies have been conducted on the spacing and depth of vertical drains. Finally, soil settlement indued by oil tanks was compared before and after preloading, and it was found that using this method for soil improvement can be very efficient in large-scale projects.Keywords: Preloading Method, Prefabricated Vertical Drain, Consolidation Settlement, Numerical Modeling
-
در سال های اخیر، افزایشی در شکوفایی کشند قرمز در شمال غربی دریای عرب و دریای عمان مشاهده شده است که این سوال را در ذهن به وجود می آورد: آیا تغییرات اقلیمی باعث افزایش این روند شده است یا خیر؟ با هدف پاسخ به این سوال، در این پژوهش از مدل های مختلف سامانه زمین و داده های ماهواره ای استفاده شده است. داده های ماهواره ای دو شکوفایی را در این منطقه نشان می دهند، شکوفایی زمستانی که بیشینه آن در ماه فوریه و شکوفایی تابستانی که بیشینه آن در ماه سپتامبر است. تغییرات درون سالانه ای نیز در شکوفایی زمستانی حاصل از اثر پیچک های چرخندی که توزیع مکانی متفاوتی از یک سال به سال دیگر دارند، مشخص شده است. دو مدل با تفکیک کم (°1) با بخش زیست زمین شیمیایی تقریبا پیچیده (مدل TOPAZ) چرخه سالانه را نشان می دهند ولی قادر به نمایش پیچک ها و تغییرات درون سالانه نیستند. مدل های با تفکیک بیشتر (GFDL CM2.6) که توانایی مدل سازی پیچک ها را دارند همراه با بخش زیست زمین شیمیایی ساده تر (مدل miniBLING) تغییرات درون سالانه بزرگ تری را نشان می دهند، اما مقدار شکوفایی زمستانی را بیش از اندازه پیش بینی می کنند. این مدل اگرچه رابطه بین شکوفایی و پیچک را در بخش جنوبی به خوبی نشان می دهد، اما در بخش شمالی منطقه موفق نیست. این امر به دلیل نداشتن توانایی در مدل سازی دماشیب (ترموکلاین) و غذاشیب (نوتری کلاین) قوی و درست در آن مناطق می باشد.کلید واژگان: کشند قرمز، شکوفایی، مدل سازی عددی، پیچک، مدل سامانه زمین، زیست زمین شیمیاییThis study evaluates the performance of Earth system models for accurately simulating the phytoplankton productivity and bloom dynamics in the Oman Sea and the northwest of Arabian Sea. Satellite data (SeaWIFS ocean color) show two climatological blooms in this region, a wintertime bloom peaking in February and a summertime bloom peaking in September. On a regional scale, interannual variability of the wintertime bloom is dominated by cyclonic eddies which vary in location from year to year. During the wintertime, while both cooling in the winter and eddies control the blooms, variability in bloom location will arise from variability in the location of eddies, and so may not be predictable. In contrast, during the Southwest Monsoon, the dominant upwelling associated with the intense environmental forcing supersedes the effects of eddies, and the activity of the cold eddies is not pronounced. We consider numerical results from five different 3-D global Earth system models, which are denoted by CORE-TOPAZ, Coupled-TOPAZ, Coupled-BLING, Coupled-miniBLING, and the Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL) Climate Model version 2.6 (CM2.6 miniBLING). Two coarse (1° grid resolution) models with a relatively complex biogeochemistry (TOPAZ: Tracers of Ocean Productivity with Allometric Zooplankton) capture the annual cycle but fail to capture both the eddies and the interannual variability. The results showed that the models differ from the observational data in terms of interannual variability. The low-resolution models (CORE- and coupled-TOPAZ) provide an almost uniform seasonal coefficient of variation, while both the data and eddy resolving CM2.6 models show higher interannual variability and seasonal changes. The coefficients of variabilities are particularly higher during the winter and summer blooms in the observations, while the low-resolution models do not see these signals. In other words, the low-resolution models fail to attain enough variability, while the high-resolution models (i.e. CM2.6) produce too much interannual variability. Accordingly, eddies are necessary to explain the variability in the data as opposed to the low-resolution models, but that the high-resolution model does not properly capture this variability. An eddy-resolving model (GFDL CM2.6) with a simpler biogeochemistry (miniBLING) displays larger interannual variability, but overestimates the wintertime bloom and captures eddy-bloom coupling in the south but not in the north. The models fail to capture both the magnitude of the wintertime bloom and its modulation by the eddies in part because of their failure to capture the observed sharp thermocline/nutricline in this region. In the wintertime, this leads to the excessive convective supply of nutrients and too strong of a bloom. However, for a few cases, eddies with blooms at the center are tracked in the southern part of the domain. For the model to simulate the observed wintertime blooms within cyclones, it will be necessary to represent this relatively unusual nutrient structure as well as the cyclonic or cold eddies. Both the temperature and mixed layer biases in the northern part of the Arabian Sea may result from having too much water from the Persian Gulf in this region. This is a challenge in the northern Arabian Sea as it requires capturing the details of the outflow from the Persian Gulf, something that is poorly done in global models.Keywords: red tide, bloom, numerical modeling, eddy, Earth system models, biogeochemistry
-
در این مقاله به بررسی عوامل موثر در تغییرات میدان مغناطیسی ناشی از جریان در تنگه هرمز پرداخته شده است. در ابتدا مشخصه جریان در منطقه به وسیله مدل عددی MIKE21 شبیه سازی شد و سپس با استفاده از مشخصه های جریان حاصل از خروجی مدل و روابط محاسباتی، میدان مغناطیسی در منطقه محاسبه شده و نوسانات آن مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج حاصل از این بررسی در چهار نقطه با عمق های متفاوت نشان می دهد که حداکثر تغییرات اندازه میدان مغناطیسی برای مولفه عمودی بین صفر تا 137 نانو تسلا و برای مولفه افقی بین صفر تا 153 نانو تسلا است. در یک نتیجه گیری کلی می توان گفت دو عامل افزایش سرعت سطحی جریان و افزایش حجمه ی آب زیر سطحی از عوامل اصلی ایجاد نوسانات در میدان مغناطیسی منطقه می باشند.کلید واژگان: میدان مغناطیسی، مدل سازی عددی، جریان دریایی، تنگه هرمزSummary The Strait of Hormuz is a narrow waterway, which restricts water exchange between the Persian Gulf with the Gulf of Oman. This strait is exposed to inflow of Indian Ocean surface water and outflow of saline bottom water formed in the Persian Gulf. This water exchange leads to magnetic anomaly, which affects the
measured geo-magnetic field. In this research work, first, the marine currents in the Strait of Hormuz have been simulated using MIKE21 numerical model. Then, using extracted currents and appropriate relations the induced magnetic field due to marine currents has been calculated. The results show the space and temporal variability of current induced magnetic field in the study region. According to the study results, the maximum amount of vertical component of magnetic field in the study region varies between 0 to137 nT, while this amount for horizontal component of magnetic field varies between 0 to 153 nT.
Introduction Todays the applications of marine geo-magnetic field have been increased in several fields such as marine navigation, subsurface detection, etc. These applications cause to focus on the natural factors, which have direct impacts on marine geo-magnetic field. Among these natural factors, ocean or marine currents play a specific role on electromagnetic induction, and thus, influence ocean induced magnetic field, because of high electrical conductivity of marine waters and the dynamic impact of ocean currents. In the Iranian water, the Strait of Hormuz plays an important role on the magnetic field due to marine currents because of its complex regime of currents and its specific location. Therefore, this region has been selected for this study.
Methodology and Approaches In this research, the bathymetry map of study region has been obtained from GEBCO Database. Then, grid generation and interpolation of these data have been carried out using the mesh generation subroutine of MIKE21-MIKE ZERO software package. This mesh has been produced for introducing of geometry and bathymetry problems and includes irregular triangle elements. The final mesh, which has been used in this model, includes 49819 elements and 27915 nodes. In the produced model of the region, there are two open water boundaries at west and east of the Strait of Hormuz and two dry boundaries at south and north of the Strait. The required information for these boundaries has been forced to the model in the form of a data file, in which the data varies with time and space along the boundaries. The boundaries information is in format of P and Q parameters, which introduce the eastward and northward components of flow. After implementation of the model, for calculating the components of current induced magnetic field we use the model output data of flow and related formulation between components of magnetic field and components of flow.
Results and Conclusions According to the study results, the maximum amount of vertical component of magnetic field in the study region varies between 0 to137 nT, while this amount for horizontal component of magnetic field varies between 0 to 153 nT. In general, we can conclude that two factors of surface currents velocity and subsurface volume flow rate are the major factors influencing the magnetic field oscillations in the study region.Keywords: Magnetic Field, Numerical Modeling, Marine Currents, Strait of Hormuz
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.