شبیه‌سازی دو بعدی الگوی جریان در مجاری روباز با استفاده از شمای تنصیف زمان

نویسندگان

1 دانشگاه رازی، کرمانشاه، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، گروه مهندسی آب.

2 دانشگاه رازی، کرمانشاه، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، گروه مهندسی آب.

3 دانشگاه رازی، کرمانشاه، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، گروه مهندسی آب.

doi
10.22125/iwe.2023.375529.1691
چکیده

یکی از مشخصه‌های اصلی مدل آب‌های کم عمق ناچیز بودن بعد قائم جریان در مقایسه با بعد افقی آن بوده، بر این اساس جریان تقریبا افقی در نظر گرفته می‌شود، و همچنین توزیع فشار در عمق را می‌توان هیدرواستاتیک در نظرگرفت. این فرضیات موجب ساده سازی معادلات و حل عددی آن می‌گردد. در روش‌های احجام محدود با استفاده از شبکه‌ی نامنظم مثلثی به راحتی می‌توان هر میدانی با شرایط مرزی پیچیده را مورد تحلیل قرار داد. در حالی که در روش‌های تفاضل محدود دست‌یابی به روش-های با دقت بالا بسیار سخت بوده و هزینه محاسباتی بالایی دارد و اعمال شمای تفاضل محدود در میدان‌های با شرایط مرزی پیچیده، که در عمل زیاد اتفاق می‌افتد، بسیار سخت و عملا غیر ممکن می‌باشد. در این تحقیق پس از توسعه مدل عددی دو بعدی جریان به روش حجم محدود در زبان برنامه نویسی فرترن با در نظر گرفتن شمای تنصیف زمان و با استفاده از شبکه بندی مثلثی به بررسی الگوی جریان در کانال‌های روباز پرداخته شد. همچنین به مقایسه چند مدل آشفتگی صفر معادله‌ای شامل مدل پارابولیک، طول اختلاط پرانتل و مدل اسماگورینسکی پرداخته شد. نتایج مقایسات با داده‌های آزمایشگاهی بیانگر دقت بالای مدل عددی در شبیه سازی‌های صورت گرفته می‌باشد.