مدل غیرهیدرواستاتیک دوبعدی مخزن به روش تراکم پذیری مصنوعی

کنترل آلایندهها و ارتقای شاخصهای کیفی منابع آب و محیطزیست از رویکردهای مدیریت منابع آب محسوب میشود. مدلسازی کمی و کیفی سیستمهایآبی یکی از مبانی اولیه در تحلیل منابع آب است که در تامین این مهم ابزار کارآمدی بهشمار میآید.مهمترین ویژگی یک مدل عددی مناسب و کارا آنست که،اولا مدل با کمترین هزینه ها هم به لحاظ هزینه هایزمانی جهت ساخت و توسعه و صحت سنجی مدل و هم به لحاظ هزینه های لازم جهت تهیه اطلاعات مورد نیاز آن همراه باشد.ثانیا مدلدارای سرعت مناسب اجرا و همچنین قابلیت اعتبارسنجی از طریق تطابق با سایر نتایج به دست آمده باشد. دربین مدلهای دوبعدی، مدلهای متوسطگیری شده در عرض علاوه برآنکه هزینههای محاسباتی تقریبا برابر با مدلهای دوبعدی خالص دارند، اثر تغییرات عرض هندسه میدان نیز در معادلات وجود داشته و در شبیهسازی جریان لحاظ میگردد. در این مطالعه یک مدل غیرهیدرواستاتیک دوبعدی برای مخزن نوشته شده است. در منفصلسازی معادلات، ضمن استفاده از روش تفکیک زمانی، روش احجام محدود در یک شبکه جابهجا شده مورد استفاده قرار گرفته است. نکته حائز اهمیت در حل عددی مسائل مبتنی بر عدم فرض فشار هیدرواستاتیک نحوه کوپل کردن سرعت و فشار میباشد، زیرا مولفههای سرعت در هر سه معادله اندازه حرکت (در دو بعد افقی و عمودی) و پیوستگی حضور داشته، اما مولفه فشار با وجود اینکه در هر دو معادله اندازه حرکت درگیر است، ولی معادله جداگانهای برای خود ندارد. بنابراین در معادلات ناویر- استوکس تراکمناپذیر، هیچگونه ارتباط مستقیمی بین معادله پیوستگی و معادلات اندازه حرکت، بهلحاظ فشار وجود ندارد، ازاینرو میدان فشار میبایست بهعنوان قسمتی از محاسبات تعیین شود. برای غلبه بر این مشکل و ایجاد ارتباط بین این معادلات، لازم است با انجام عملیات ریاضی تغییراتی در معادله پیوستگی ایجاد شود تا جمله فشار را نیز دربرگیرد. در این راستا راهکارهای مختلفی ارائه شده که یکی از آنها روش تراکمپذیری مصنوعی است. در این روش که بیشتر در جریانهای با چگالی ثابت استفاده میشود، گرادیان فشار نسبت به یک پارامتر شبیه به زمان به معادله پیوستگی افزوده میشود که در مدل حاضر نیز از این روش استفاده شده است.بررسی نتایج مدل بیانگر قابلیت خوب آن در ارائه پارامترهای کمی جریان است

کلیدواژه ها:

مدلسازی کمی آب ، فشار غیرهیدروستاتیک ، کوپل سرعت و فشار ، تراکمپذیری مصنوعی