ارائه یک چارچوب مبتنی بر معیار کمی برای انتخاب ابعاد مناسب دامنه جریان در مدل‌سازی عددی جریان آب ورودی به داخل تونل

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی معدن مدرسه معدنی استرالیای غربی، دانشگاه کرتین، استرالیا

3 استاد، دانشکده مهندسی معدن و متالوژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، تهران، ایران،

doi
10.22060/ceej.2019.15297.5878
چکیده

انتخاب ابعاد مناسب برای مدل‌سازی جریان آب ورودی به داخل تونل با استفاده از روش‌های عددی، یکی از مباحث چالشی در حوزه مهندسی سازه‌های زیرزمینی است. هدف از این مقاله، ارائه یک چارچوب مبتنی بر معیار کمی‌جهت انتخاب ابعاد مناسب دامنه جریان برای مدل‌سازی عددی جریان (آرام، پایا و خطی) آب ورودی به داخل تونل واقع در آبخوان با گسترش عرضی نامتناهی است. بدین منظور، ابتدا یک فاکتور بی بعد تحت عنوان "نرخ تغییرات نرمال شده دبی جریان آب ورودی به داخل تونل (NRIV ") تعریف شده و سپس بر اساس یک مقدار حدی تحت عنوان "سطح پذیرش تغییرات(ALV  )،" ابعاد مناسب برای دامنه جریان(SDS ) تعیین شده است. این چارچوب پیشنهادی بر روی نتایج حاصل از مدل‌سازی عددی جریان آب ورودی به داخل تونل برای دامنه وسیعی از پارامترهای هندسی تونل و ابعاد مختلف دامنه جریان پیاده سازی شده و در نهایت کارآیی این چارچوب مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل‌های انجام شده نشان داد که با افزایش عمق و ابعاد فضای زیرزمینی، ابعاد مناسب برای مدل‌سازی جریان بصورت غیرخطی افزایش می‌یابد. همچنین، با کاهش ALV از 0/0005 به0/0001 ،ابعاد دامنه جریان مورد نیاز برای مدل‌سازی بطور متوسط 1/8 برابر شده و بطور همزمان خطای نسبی نتایج مدل‌سازی تنها در حدود 4 %کاهش می‌یابد. افزایش ابعاد دامنه جریان، باعث افزایش شدید زمان مدل‌سازی و کاهش ناچیز خطای مدل‌سازی شده که در نتیجه، برای کاربردهای عملی، سطح قابل قبول ALV معادل با 0/0005 پیشنهاد می‌شود.