توسعه الگوهای ضمنی و صریح در شبیه سازی معادلات هیپربولیک سنت ونانت

سال انتشار: 1399
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 377

فایل این مقاله در 15 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

این مقاله در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_IDJ-14-3_003

تاریخ نمایه سازی: 25 اردیبهشت 1400

چکیده مقاله:

مدل های عددی جدید توسعه یافته برای حل معادلات هیپربولیک سنت ونانت، ضمن داشتن ارزش علمی و تحقیقاتی نقش بسیار مهمی در طراحی سازه ای و نیز مدیریت عملکرد سازه های هیدرولیکی دارند. در این پژوهش، ضمن توسعه دو الگوی گسسته سازی صریح معکوس و نیمه ضمنی براساس الگوی پرایزمن چهار نقطه ای، کاربرد آنها برای روندیابی سیل در بازه ای از رودخانه دوآب صمصامی در زیرحوضه های کارون مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفته است. مدل صریح معکوس بر مبنای الگوی Priseman و الگوی نیمه ضمنی با بکارگیری الگوی پرایزمن برای مشتقات مکانی همزمان با کاربرد الگوی Upwind توسعه یافته اند. شبیه سازی هیدروگراف خروجی جریان با ارزیابی عملکرد مدل ها با شاخص های ناش-ساتکلیف (NS)، ضریب تبیین (۲R)، مجذور میانگین مربعات خطا و مقدار استاندارد شده ی آن (RMSE) و (NRMSE) و شاخص اختلاف توسعه یافته نسبی (QDDR) با تعیین ضریب زبری مانینگ به عنوان پارامتر اصلاحی، در هر دو مدل در دوره ی واسنجی و صحت سنجی انجام شد. مقدار شاخص های مذکور برای مدل صریح معکوس و نیمه ضمنی در دوره صحت سنجی به ترتیب (۹۳۵۲/، ۹۸۸۶/۰، ۶۰۴/۲، ۶/۲۴، ۱۴۶/۳) و (۹۸۴۳/۰، ۹۹۴۳/۰، ۲۸۳/۱، ۱/۱۲، ۹۰۹/۳) به دست آمدند که نشان از کارکرد قابل اعتماد دو مدل همراه با برتری نسبی مدل نیمه ضمنی بود. برای اطمینان از عملکرد مدل ها، هیدروگراف دیگری نیز مورد شبیه سازی قرار گرفت به طوری که مقدار ضرایب NS، NRMSE و QDDR برای مدل نیمه ضمنی و صریح معکوس به ترتیب (۹۷/۰، ۱۷۲/۸، ۷۱۳/۳) و (۹۳۳۹/۰، ۲۸/۱۲، ۶۱۲/۲) محاسبه شدند. این مقادیر نیز قابلیت اعتماد و کارکرد دو مدل را تایید کردند. دقت مدل نیمه ضمنی در همه موارد بیشتر از مدل صریح معکوس بود. پایداری حل علاوه بر راندمان بالای محاسبات از جمله مزایای مدل نیمه ضمنی و تولید معادلات کوپلی پیچیده غیرخطی از محدودیت های آن می باشند.

نویسندگان

محمدرضا حیدری توانی

گروه ریاضی، واحد رامهرمز، دانشگاه آزاد اسلامی، رامهرمز، ایران

مهدی فولادی پناه

گروه عمران، واحد رامهرمز، دانشگاه آزاد اسلامی، رامهرمز، ایران

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • اکبری، غ. م.، براتی، ر. حسین­نژاد، ع.ر. ۱۳۹۰. بررسی شماهای ...
  • اکبری، غ.ح.، فیروزی، ب. ۱۳۸۹. بررسی اثر زبری، شیب بستر ...
  • براتی، ر.، اکبری، غ.ح. ۱۳۹۱. مقایسه مدل­های هیدرولوژیکی روندیابی سیل ...
  • جاویدان، ن.، بهره­مند، ع. ۱۳۹۵. بررسی حساسیت پارامترهای موثر بر ...
  • حسن­پور، ف.، شیخعلیپور ز. ۱۳۹۳. مقایسه روش­های هوش مصنوعی و ...
  • ولی­سامانی، ح.م.، حقیقی، ع.، فرهادی، ش. ۱۳۹۲. روندیابی هیدرولوژیکی سیل ...
  • Artichowicz W., Szymkiewicz R. ۲۰۱۴. Computational issues of solving the ...
  • Chow V.T. ۱۹۵۹. Open Channel Hydraulics. McGraw-Hill, New York ...
  • Deng Z.Q., Bengtsson L., Singh V.P., Adrian D. D. ۲۰۰۲. ...
  • Fennema R.J., Chaudhry M.H. ۱۹۹۰. Explicit Methods for ۲‐D Transient ...
  • Kashefipour M.S., Falconer R.A. ۲۰۰۲. Longitudinal dispersion coefficients in natural ...
  • Kranjcevic L., Crnkovic B., Zic N.C. ۲۰۰۶. Improved implicit numerical ...
  • Mihoub R., Chabour N., Guermoui M. ۲۰۱۶. Modeling soil temperature ...
  • Noori R., Khakpour A., Omidvar B., Farokhnia A., ۲۰۱۰. Comparison ...
  • Seo I.W., Cheong T.S. ۱۹۹۸. Predicting longitudinal dispersion coefficient in ...
  • Tayfur G., Singh V.P. ۲۰۰۵. Predicting longitudinal dispersion coefficient in ...
  • Toro E.F. ۱۹۹۷. Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid ...
  • White W.R., Milli H., Crabbe A.D. ۱۹۷۳. Sediment transport: An ...
  • Wylie E.B. ۱۹۶۹. Control of transient free-surface flow. Hydr. Div. ...
  • Yost S.A., Rao P. ۲۰۰۰. A multiple grid algorithm for ...
  • نمایش کامل مراجع