تعیین محل دقیق سطح آزاد نشت با استفاده از روش های اجزای مرزی

به طور کلی به منظور تعیین محل سطح آزاد نشت از روش های مختلفی(راه حل ها فرمول های تقریبی و تجربی و یا حل از طریق رسم شبکه جریان) استفاده می گردد. روش های تحلیلی حل تراوش در محیط های متخلخل مبتنی بر حل معادله دیفرانسیل حاکم با استفاده از فرضیات ساده کننده می باشد. این فرضیات در شرایط خاص قابل قبول هستند و لذا دامنه کاربرد روش های تحلیلی محدود به مسائل با هندسه خاص و شرایط مرزی خاص می شود. همچنین می توان از روش های مختلف عددی نظیر روش تفاضل های محدود، روش اجزای محدود، و روش حجم های محدود نیزدر تعیین محل سطح آزاد نشت بهره گرفت . در این مقاله از روش اجزای مرزی که از جمله روش های عددی است برای حل معادله حرکت آب در محیط های متخلخل استفاده شده است و با گسسته سازی معادله تراوش به روش اجزای مرزی و همچنین حل تحلیلی معادلات حاصل از منقطع کردن معادله تراوش در حالت کلی(غیرهمسان، غیرهمگن) محل سطح آزاد، مکان خروجی آب در پایین دست سد محاسبه می کند. باید توجه داشت که دانستن محل دقیق سطح آزاد نشت منجر به یافتن محل هایی که باید در هنگام ساختن سد خاکی به آن توجه ویژه داشت می گردد. روش اجزای مرزی از دقیق ترین روش های حل معادلات بای هارمونیک می باشد که با توجه به قابلیت حل تحلیلی این معادلات توسط این روش، سرعت و دقت روش اجزای مرزی را بسیار زیاد خواهد نمود. همچنین توانایی بسیار زیاد این روش در مدل کردن محیط های متخلخل و همچنین مرز های پیچیده موجب توجه بسیاری از محققان به این روش شده است. اگرچه پیچیده بودن معادلات در این روش از سایر روش های محاسباتی بیشتر می باشد اما دقت بسیار زیاد آن موجب استفاده از این روش در این مقاله گردیده است.

کلیدواژه ها:

سطح آزاد ، اجزای مرزی ، محیط متخلخل ، سد خاکی ، محاسبات عددی