مدلسازی تحلیلی و عددی جریان زیر سطحی در کانال های باز با مقطع نیم دایره

در این مقاله، راه حل تحلیلی و مدل سازی عددی برای محاسبه سرعت نشت حالت پایدار محصور نشده از یک کانال منحنی شکل با مقطع نیم دایره و با نسبت ارائه شده است. راه حل تحلیلی محاسبه سرعت نشت از کانال های منحنی شکل به دلیل مشکل بودن نگاشت کانفرمال پروفیل سطح مقطع این گونه کانال ها عمومیت نیافته است. در کار حاضر از هدوگراف سرعت و تبدیل شوارتز- کریستوفل برای نگاشت کانفرمال استفاده شده است. سپس محاسبات راه حل تحلیلی سرعت نشت در حالت نشت پایدار از کانال با مقطع نیم دایره که لایه زهکش زیرین آن در عمق بی نهایت قرار گرفته است (گسترش نامحدود محیط متخلخل) انجام گردید. در کنار روش تحلیلی، از یک مدل سازی عددی بر پایه روش اجزاء محدود استفاده شده که برای این کار، نرم افزار تجاری Seep/W مورد استفاده قرار گرفته است. می توان گفت استفاده از مدل سازی های عددی به دلیل در دسترس بودن رایانه های دیجیتال با سرعت بالا، اهمیت پیدا کرده اند. در عین حال، برای صحت سنجی مدل عددی، از نتایج حاصل از راه حل تحلیلی محققین قبلی در مورد محاسبه دبی نشت از یک کانال ذوزنقه ای استفاده گردید. نتایج نشان می دهند که روش عددی دقت قابل قبولی را در مقایسه با روش تحلیلی دارد و می تواند برای تخمین سرعت نشت از یک کانال منحنی شکل با مقطع نیم دایره و با شرایط هیدرولیکی مشخص بکار برده شود.

کلیدواژه ها:

سرعت نشت ، کانال نیم دایره ، نگاشت کانفرمال ، روش عددی ، هدوگراف سرعت