مقایسه ساختارهای مختلف یک شبکه لوله ای معادل پیشنهادی برای تحلیل جریان غیر خطی دو بعدی در محیطهای متخلخل درشت دانه همسانگرد

در این تحقیق با توجه به اهمیت بررسی جریان در سازههای سنگریزهای درشتدانه، به منظور مدلسازی جریان دو بعدی دایمی غیر خطی در این گونه سازهها، یک مدل شبکه لولهای معادل بدون نیاز به واسنجی پارامترهای هیدرولیکی و بر اساس روابط موجود در زمینه هیدرولیک جریان در محیطمتخلخل، معرفی گردید. چون شبکه لولهای معادل دارای یک جواب منحصر به فرد نمیباشد، سه ساختار مختلف از مدل شبکه لولهای معادل با قطرهای متفاوت، تعریف گردید. تعداد لولهها در هر امتداد بر مبنای تساوی تخلخل سطحی محیط متخلخل و مدل شبکه لولهای معادل، محاسبه گردید. عاملاصطکاک لولهها نیز که تابعی از سرعت جریان در لولههاست، در هر گام تحلیل شبکه به گونهای محاسبه شد که افت ارتفاع هیدرولیکی در واحد طول محیط متخلخل و مدل شبکه لولهای معادل، یکسان باشد. نتایج تحلیل جریان در ساختارهای مورد بررسی شامل پروفیل سطح آب و دبی جریان، بامقادیر موجود نظیر آن از یک سازه سنگریزهای احداث شده در یک فلوم آزمایشگاهی، مقایسه گردید. کمترین خطا در ساختاری که در آن قطر لولهها بر اساس تساوی شعاع هیدرولیکی متوسط محیط متخلخل با شعاع هیدرولیکی لولهها محاسبه گردید، مشاهده شد. نتایج بیانگر آن هستند که شبکه لوله-ای معادل، پتانسیل این را دارد که از قابلیتهای موجود در تحلیل جریان در شبکههای توزیع آب بهره گیرد و به عنوان یک روش عددی در تحلیل جریان در محیط متخلخل مورد استفاده قرار گیرد.

Keywords:

محیط متخلخل درشتدانه , جریان غیر خطی دو بعدی , مدل شبکه لولهای معادل , جریان با سطح آزاد