مقایسه نتیجه های مدل عددی وآزمایشگاهی جریان یک بُعدی از روی سرریز سدها
نویسندگان
1 دانشکده عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران،تهران،ایران
2 دانشکده فنی ومهندسی ،دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی،تهران،ایران
doi
10.22061/tej.2006.1231چکیده
تحلیل جریان روی سرریز سدها به روش های عددی در مقایسه با تهیه مدل فیزیکی، کاراترین روش به منظور کاستن هزینه ها و زمان است. به طورکلی ومستقل ازنوع روش مورد استفاده تحلیل جریان در روی سرریزها در شرایط دائمی آن مستلزم حل دسته معادله های دیفرانسیلی درگیر بنام معادله های ناویراستوکس با منظورکردن سطح آزاد جریان است که بسیار پیچیده و غیراقتصادی است. یکی از انواع معادله های مورد استفاده در سرریزها، استفاده از مدل معادله های میانگین عمقی یا به عبارت دیگر معادله های آبهای کم عمق هستند که از انتگرالگیری معادله های ناویر-استوکس در عمق و اعمال شرایط مرزی سطح و بستر منتج میشوند. معادله های میانگین عمقی که بنام معادله های آبهای کم عمق نیز معروفند، به طور عمده برای شبیهسازی جریاناتی که مقدار سرعت در عمق جریان ثابت و نیز توزیع فشار در عمق آنها هیدرواستاتیک باشد کاربرد دارند. به علت پیچیدگی معادله های و نیز عدم وجود جواب دقیق، تاکنون روش های عددی متفاوتی برای حل معادله های حاکم بر پدیده های فیزیکی ابداع شده است. یکی از جدیدترین این روش ها مجموعه روش های بدون شبکه است که در دو دهه اخیر برای حل معادله های دیفرانسیل معرفی شده است که هرکدام دارای مزایا و معایب مخصوص به خود هستند. گسستهسازی مسأله در بسیاری از روش های بدونشبکه به معادله های انتگرالی منجر می شود که حل آنها نیازمند انتگرالگیری عددی و معرفی نقاط گوس و وزنهای مربوط همراه با شبکهبندی است. در این مقاله روش حداقل مربعات گسسته برای حل معادله های آبهای کم عمق به کار گرفته می شود. ازحداقل مربعات گسسته در مرحله گسستهسازی معادله دیفرانسیل به منظور دستیابی به معادله های جبری و همچنین از حداقل مربعات وزنی دادهها بمنظور دستیابی به مقدارهای تابع های شکل استفاده شده است. مهمترین مزیت این روش را باید در حذف مراحل انتگرالگیری از روال محاسبه ماتریسهای ضریب ها و همچنین پشتوانه بدونشبکه بودن آن در مفهوم واقعی دانست. درست یابی روش با تحلیل عددی جریان روی سرریز یکی از سدهای کشور و مقایسه آن با نتیجه های مربوط به سرعت و تراز آب در مدل فیزیکی انجام شده است.
