مدلسازی عددی جریان ورودی به بستر مرطوب با برهمکنشهای سطحآزاد پیچیده با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار با تراکم پذیری ضعیف

Abstract

برهم‌کنش میان سیلاب سطحی و جریان خروجی سامانه‌ زهکشی ، به عنوان یک منبع مهم عدم قطعیت در مدل‌سازی‌های سیلاب شهری شناخته می‌شود. در پژوهش حاضر از روش هیدرودینامیک ذرات هموار با تراکم‌پذیری ضعیف برای مدل‌سازی جریان خروجی از سامانه زهکشی با در نظر گرفتن اثر برهم‌کنش آن با سیلاب سطحی استفاده شده است. برای انجام مدل‌سازی، یک شرایط مرزی باز جدید تعریف شد. نخست برای صحت سنجی مدل عددی، یک مسئله آزمایشی انتشار شکست سد بر بستر مرطوب مدل‌سازی شد و نتایج عددی حاصل با داده‌های آزمایشگاهی مقایسه شد. بررسی‌ها نشان داد که میانگین خطای مدل عددی حدود 2% است. سپس برای کنترل کارایی شرایط مرزی باز تعریف شده، به بررسی یک مسئله تزریق جت به مخزن آب پرداخته شد. مشاهده شد که نتایج مدل عددی هماهنگی خوبی با داده‌های آزمایشگاهی دارد. در نهایت مسئله جریان ورودی از کف به بستر مرطوب و برهمکنش آن با جریان ناشی از شکست سد مدل‌سازی شد و به تفسیر و مقایسه نتایج آن‌ با یک مدل عددی حجم سیال پرداخته شد. به‌طور کلی نتایج نشان داد که مدل عددی توسعه یافته از دقت قابل قبولی در شبیه‌سازی‌ جریان‌های پیچیده برخوردار است.