معرفی مدل عددی توزیع دو بعدی سرعت جریان در مجاری روباز

تعیین توزیع سرعت براى مدل سازى فرآیندهاى هیدرولیکى در کانال هاى روباز، از قبیل دبى جریان ، فرسایش و رسوب گذارى، انتقال رسوب ، انتقال آلودگى و توزیع تنش برشى ضرورت دارد. براى حل مسائل علمى از سه روش تئورى، آزمایشگاهى و محاسباتى استفاده مى شود به طورى که روش محاسباتى دارای کارایى و اهمیت بالایى می باشد. روش هاى محاسبات عددى همواره مورد توجه بسیارى از ریاضى دانان ، دانشمندان و مهندسین بوده است. بسیارى از مدل هاى ریاضى که مبین حرکت و تعادل سیالات هستند، از معادلات دیفرانسیلى تشکیل شده اند که با استفاده از اصول اولیه بقاى جرم و بقاى انرژی به دست آمده اند و همراه با شرایط اولیه و مرزى متناسب با مسئله به کار برده مى شوند. در این پژوهش سعى شده است ، با استفاده از معادله دیفرانسیل دو بعدى پواسون و حل آن با استفاده از روش هاى عددى، معادله توزیع دو بعدى سرعتى را پیشنهاد نموده ، که علاوه بر محاسبه سرعت جریان به صورت نقطه اى در تعیین مقدار سرعت حداکثر و دبى جریان نیز به خوبى عمل نماید. در این مدل ابتدا ضرایب معادله با استفاده از داده هاى واقعى واسنجى شده و در نهایت با استفاده از برنامه ریزى بیان ژن رابطه این ضرایب با پارامترهاى هیدرولیکى کانال به دست مى آید. میزان خطاى متوسط محاسبه دبى جریان در این روش براى دو مرحله واسنجى و صحت سنجى به ترتیب برابر با 5/6 و 1/4 درصد بوده که از نظر مهندسى قابل قبول می باشد .

کلیدواژه ها:

محاسبات عددی ، معادلات دیفرانسیل ، توزیع دوبعدی سرعت ، برنامه ریزی بیان ژن