ارائه رابطهای برای تخمین گرادیان هیدرولیکی در جریان غیردارسی در محیط متخلخل

آب و خاک

مقاله 7، دوره 29، شماره 4، 1394، صفحه 908-918   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.31302

نویسندگان

محمود مرادی طیبی؛ ابراهیم امیری تکلدانی^*

دانشگاه تهران

چکیده

قانون دارسی خاص هیدرولیک جریان آرام است و برای جریان متلاطم کاربرد آن توصیه نمیشود. معادلات حاکم بر جریانهای متلاطم با استفاده از روابط حاکم بر اصول اساسی هیدرودینامیک و اعمال اثر آشفتگی به دست میآیند. این معادلات به دلیل ماهیت پیچیده جریان متلاطم به صورت معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی بیان میشوند. در این راستا تاکنون روابط متعددی توسط محققین مختلف به منظور شناسایی ویژگیهای این نوع جریان از جمله تعیین گرادیان هیدرولیکی در محیط متخلخل درشت دانه ارائه شده لیکن هر کدام از آنها فقط در محدودهای خاص از تخلخل و دانهبندی محیط متخلخل سنگدانهای دارای کاربرد میباشند. هدف از انجام این تحقیق بدست آوردن روابط مناسب در محیط متخلخل به گونهای است که در محدوده وسیعتری از تخلخل و دانه‌بندی ذرات سازنده محیط متخلخل قابل کاربرد باشد. بدین منظور با استفاده از بخش عمدهای از نتایج آزمایشگاهی موجود و تجزیه و تحلیل آنها، رابطۀ جدیدی بین گرادیان هیدورلیکی و سرعت در محیط متخلخل ارائه شد که در محدوده وسیعتری از مقادیر قطر سنگدانه، عدد رینولدز، و تخلخل کاربرد دارد. با استفاده از باقیمانده نتایج آزمایشگاهی موجود، نتایج حاصل از کاربرد رابطۀ جدید با نتایج حاصل از کاربرد روابط موجود مقایسه شده و مشخص شد که خطای نسبی رابطۀ جدید فقط 14 درصد است که نسبت به معادلات موجود دارای کمترین مقدار خطای نسبی میباشد. در نتیجه مشاهده میشود که علاوه بر امکان کاربرد معادلۀ جدید در محدوده وسیعتری از مقادیر پارامترهای دخیل، رابطۀ جدید دارای درستی بیشتری نسبت به سایر معادلات میباشد.

کلیدواژه‌ها

تخلخل؛ جریان متلاطم؛ سرعت؛ عدد رینولدز؛ مصالح درشت‌دانه

مراجع