بررسی کارایی روش های عددی کامل در حل معادلات سنت-ونانت در محیط متخلخل درشت دانه
کد مقاله : 1109-IHA (R1)
نویسندگان
هادی نوروزی *1، جلال بازرگان2، حیدر همتی2
1دانشجوی دکتری مهندسی آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه زنجان
2بلوار دانشگاه، دانشگاه زنجان
چکیده مقاله
تحلیل جریان غیرماندگار در محیط متخلخل درشت‌دانه اهمیت بالایی دارد. در پژوهش حاضر با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی، کارایی روش‌های عددی مختلف در حل معادلات سنت ونانت و به تبع آن محاسبه مشخصات جریان غیرماندگار در محیط متخلخل درشت‌دانه بررسی شده است. بررسی‌های انجام شده بیانگر آنست که روش مشخصه‌ها از کارایی بهتری در انجام محاسبات برخوردار است. به‌عبارتی، روش‌های عددی مستقیم و فواصل مشخص شده در گام‌های زمانی محاسباتی در این محیط دچار نوسان شده و قادر به اتمام محاسبات نمی‌باشند. با کوچک کردن مقادیر گام مکانی و گام زمانی، دقت محاسبات پروفیل سطح آب در زمان‌های مختلف و تغییرات عمق نسبت به زمان در مکان‌های مختلف افزایش می‌یابد. همچنین در این پژوهش، آنالیز حساست تاثیر گام زمانی در محاسبات تغییرات دبی نسبت به زمان در مکان‌های مختلف نیز بررسی شده است. به‌عبارت دیگر، با کوچک کردن گام زمانی، نوسانات در محاسبه هیدروگراف سیلاب در مکان‌های مختلف از بین رفته و دقت محاسبات از نظر هیدرولیک سیلاب قابل قبول می‌شوند. به‌عبارت دیگر، در شرایط استفاده از راهکار ارائه شده میانگین خطای نسبی (MRE) پروفیل سطح آب در زمان‌های 70 و 100 ثانیه و MRE تغییرات عمق جریان نسبت به زمان در فاصله‌ی 65 سانتی‌متری از ابتدای محیط سنگریز در حالت استفاده از روش مشخصه‌ها و dx=5cm به ترتیب برابر با 12/6، 68/1 و 54/8 درصد و در خالت dx=2.5 cm به‌ترتیب برابر با 79/5، 2 و 75/6 درصد محاسبه شده است.
کلیدواژه ها
محیط متخلخل درشت‌دانه، جریان غیرماندگار، معادلات سنت -ونانت، روش‌های عددی، آنالیز حساسیت.
وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی