بررسی عددی جریان سیلاب در شبکه فاضلاب با در نظر گرفتن اثرات مجرای ورودی

doi
چکیده

مجرای ورودی یکی از اجزای شبکه فاضلاب است که نقش انتقال آب سطحی به شبکه زیرزمینی را ایفا می‌نماید. به‌طورکلی مدل‌سازی این‌گونه جریانات تنها با استفاده از معادلات سه‌بعدی ناویر-استوکس امکان‌پذیر می‌باشد که بسیار پیچیده و زمان‌بر هستند. در اینجا از معادلات آب‌های کم‌عمق با فرض فشار هیدرواستاتیک به‌منظور پیش‌بینی حرکت امواج و به‌عنوان یک جایگزین مناسب برای معادلات ناویر-استوکس استفاده می‌گردد. برای در نظر گرفتن وضعیت جریان در مجرای ورودی، از یک سیستم معادلات معمولی استفاده شده است. در پژوهش حاضر، ابتدا به‌منظور صحت سنجی حل عددی، برهم‌کنش جریان ناشی از شکست سد با جریان خروجی از مجرای فاضلاب مورد بررسی قرار می‌گیرد. سپس جریان آب در یک شبکه فاضلاب شامل یک مجرای ورودی و کانال زیرین، مدل‌سازی شده و نتایج آن با نتایج معادلات ناویر-استوکس که از نرم‌افزار استار سی‌دی به دست می‌آید، مقایسه می‌گردد. هم‌چنین یک عدد بدون بعد به نام عدد مجرای ورودی بر اساس ارتفاع مجرا و کانال زیرین، عرض مجرا و سرعت ورود آب به مجرا تعریف می‌شود. برای تعریف یک محدوده مناسب برای این عدد، آزمایشات عددی گوناگونی با تغییر در پارامترهای مؤثر انجام گرفته و نتیجه شد که درصورتی‌که MN کمتر مساوی 0.98 باشد، خطای محاسبه‌شده با روش RMSE کمتر از یک درصد بوده و به سمت صفر میل می‌نماید.