بررسی زمان مند تراوش درناحیه غیراشباع خاک با بکارگیری روش بدون شبکه بندی RBF-DQ

تراوش از جمله عوامل اصلی موثر در تخریب سازه های ساحلی می باشد که با توجه به ماندگاری حالت جریان و اشباع بودن خاک، مسیله ی تراوش می تواند در چهار حالت مختلف مورد بررسی قرار گیرد. این شرایط شامل ماندگار-اشباع، ماندگار-غیراشباع، ناماندگار-اشباع، ناماندگار-غیراشباع می باشد. مسیله تراوش در حالت ناماندگار-غیراشباع، به عنوان پیچیده ترین حالت نسبت به سایر حالتها، در شرایط نزدیک تری نسبت به پدیده واقعی مدلسازی می گردد. معادله ی حاکم بر جریان در این حالت، معادله ی غیرخطی ریچاردز می باشد که بسته به فرضیات درنظرگرفته شده، می توان آن را به یک معادله خطی تبدیل کرد. با توجه به بررسی سوابق تحقیق، تاکنون روش های عددی متعددی برای حل این معادله مورد استفاده قرارگرفته است. در این پژوهش، برای نخستین بار روش توابع پایه شعاعی مبتنی بر دیفرانسیل کوادرچر (RBF-DQ )، برای تحلیل معادله خطی ریچاردز بخدمت گرفته شده است. مزیت این روش عددی در عدم نیاز به شبکه بندی دامنه محاسبات برای تحلیل مسیله می باشد که از این رو، بکارگیری این دسته روش ها در تحلیل مسایل مختلف مهندسی در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرارگرفته است. در این تحقیق، برای پیاده سازی و همچنین ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی در حل عددی معادله ی ریچاردز، یک مسیله معیار از سوابق تحقیق مورد تحلیل قرارگرفته است. در این مسیله، با فرض سه دانه بندی مختلف برای خاک (ریزدانه، متوسط و درشت دانه) و درنظرگرفتن نتایج تحلیلی به عنوان پاسخ معیار، نتایج حاصل از روش بدون شبکه بندی RBF-DQ با نتایج یک روش عددی نیازمند به شبکه بندی (روش عددی تفاضل محدود) مورد مقایسه قرارگرفته است. مقایسه نتایج نشان داد که روش پیشنهادی نسبت به روش عددی تفاضل محدود، علاوه بر عدم نیاز به شبکه بندی دامنه، نتایج دقیق تری ارایه می دهد و به طور مشخص مقدار شاخص خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) برای خاک درشت دانه، متوسط و ریز دانه به ترتیب 38، 48 و 43 درصد نسبت به روش تفاضل محدود کاهش یافته است.

کلیدواژه ها:

آب های زیرزمینی ، تراوش ، شرایط ناماندگار ، جریان غیراشباع ، روش بدون شبکه بندی RBF-DQ