مدل سازی دو بعدی معادله جابهجایی-پراکندگی کسری به روش عددی بدونشبکه محلی پتروو-گالرکین (مطالعه موردی: رودخانه آتاباسکا)
عنوان مقاله: مدل سازی دو بعدی معادله جابهجایی-پراکندگی کسری به روش عددی بدونشبکه محلی پتروو-گالرکین (مطالعه موردی: رودخانه آتاباسکا)
شناسه ملی مقاله: JR_JHYDAN-17-4_005
منتشر شده در در سال 1401
شناسه ملی مقاله: JR_JHYDAN-17-4_005
منتشر شده در در سال 1401
مشخصات نویسندگان مقاله:
زکیه غلامی - دانش آموخته دکتری سازه های آبی، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران
مهدی یاسی - دانشیار، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران
آرزو نازی قمشلو - دانشیار، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی ، دانشگاه تهران، کرج.
مهدی مظاهری - دانشگاه تربیت مدرس
خلاصه مقاله:
زکیه غلامی - دانش آموخته دکتری سازه های آبی، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران
مهدی یاسی - دانشیار، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران
آرزو نازی قمشلو - دانشیار، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی ، دانشگاه تهران، کرج.
مهدی مظاهری - دانشگاه تربیت مدرس
به منظور مدل سازی انتقال آلاینده در رودخانه های دو بعدی از روش عددی بدون شبکه محلی پتروو-گالرکین استفاده شده است. هدف از انجام این تحقیق ارائه یک مدل جامع با استفاده از الگوریتم های دقیق و کارآمد برای حل معادله جابهجایی- پراکندگی می باشد. حل دو بعدی معادله جابهجایی-پراکندگی کسری مکانی برای آبراهههای با هندسه و ضرایب هیدرولیکی متغیر (جریان پایدار و غیریکنواخت) ارائه می شود. مشتقات مرتبه کسری به دلیل ماهیت غیرمحلی قادر به تولید منحنی هایی با دنباله های بلند و چولگی هستند که در این مطالعه برای حل این جمله از روش کاپوتو استفاده شده است. به منظور حل معادله جابهجایی-پراکندگی کسری با روش بدونشبکه محلی پتروو-گالرکین، تابع تقریب حداقل مربعات متحرک و تابع وزن اسپیلاین درجه چهار به کار گرفته شد. در نهایت اعتبار مدل با دادههای مشاهداتی رودخانه آتاباسکا و نتایج تحقیقات ارائه شده توسط ملکی (خروجی مدل مایک ۲۱) برای مقاطع عرضی در کیلومترهای ۴۲۵/۲، ۷۲۵/۳ و ۷۲۵/۴ بررسی شد. در حالت اعتبارسنجی پارامترهای ضرایب پراکندگی، مشتقات مرتبه کسری و ضرایب چولگی با افزایش R۲، کاهش MSE و MAE بین دادههای مشاهداتی و محاسباتی بهینه شدند. مقدار ضریب پراکندگی به ترتیب در راستای طول و عرض برابر ۶۸ و ۵/۲ مترمربع بر ثانیه به دست آمد. بررسی ها نشان داد مقدار R۲ در روش بدون شبکه محلی پتروو-گالرکین نسبت به مدل مایک برای سه مقطع عرضی مذکور به طور متوسط ۱۱ درصد افزایش یافته است. براساس نتایج این مطالعه، معادله جابه جایی-پراکندگی کسری به دلیل انعطاف پذیری بالا، توصیفی به مراتب دقیق تر و خروجی های نزدیک تر به داده های اندازه گیریشده نسبت به حالت کلاسیک (مشتق مرتبه صحیح) ارائه می کند.
کلمات کلیدی: انتقال آلاینده, روش بدون شبکه محلی پتروو-گالرکین, تابع اسپیلاین, روش کاپوتو
صفحه اختصاصی مقاله و دریافت فایل کامل: https://civilica.com/doc/1635669/