بررسی آزمایشگاهی و عددی جریان در محیط های متخلخل دانه درشت

با توجه به اینکه افزایش سرعت در حفرات یک محیط متخلخل، آشفتگی جریان را افزایش می­دهد، استفاده از رابطه دارسی و روابطی که از فرض­های جریان لایه­ای استفاده می­کنند، از ضریب اطمینان خوبی برخوردار نیست. بنابراین نیاز به روابطی است که با در نظر گرفتن آشفتگی جریان، گرادیان هیدرولیکی را با توجه به سرعت جریان و مشخصات مکانیکی خاک، برآورد کند. از جمله روش­هایی که از مقبولیت زیادی برخوردار است می­توان به رابطه دوجمله­ای فورش­هایمر اشاره کرد. در این مطالعه با انجام آزمایشاتی روی جریان در محیط­های متخلخل برای هفت خاک با دانه­بندی مختلف، مقادیر آزمایشگاهی سرعت جریان و گرادیان هیدرولیکی اندازه­گیری شد سپس روابط مختلفی با استفاده از الگوریتم­های ازدحام ذرات و ژنتیک به منظور اصلاح ضرایب رابطه فورش­هایمر ارایه شد. الگوریتم ژنتیک مبنی بر رفتار حرکت جامعه پرندگان و ماهی­ها به دنبال شکار تعریف می­شود. به منظور محاسبه ضرایب رابطه فورش­هایمر، ابتدا با استفاده از آنالیز ابعادی عوامل موثر در برآورد این ضرایب تعیین شد و سپس با استفاده از پارامترهای بی­بعد، رابطه ای جهت پیش بینی ضرایب اول و دوم رابطه فورش­هایمر بر حسب خصوصیات مکانیکی محیط­های متخلخل دانه درشت ارایه شد. نتایج نشان داد در پیش بینی ضرایب فورش­هایمر روش الگوریتم ژنتیک نسبت به الگوریتم ازدحام ذرات از دقت بیش­تری برخوردار است. همچنین با توجه به این­که رابطه فورش­هایمر با دو روش متفاوت حل شده و هر دو روش به جواب­های بسیار نزدیک به هم رسیده اند، بیانگر دقت حل روش­های ارایه شده در این تحقیق می باشد.

کلیدواژه ها:

الگوریتم ازدحام ذرات ، الگوریتم ژنتیک ، رابطه فورش هایمر