کنترل و مدیریت سیلاب با شبیه‌ساز توانمند جریان‌های غیرماندگار در رودخانه

Abstract

با توجه به اهمیت جریان‌های سیلابی و لزوم پیش‌بینی نحوۀ پیشروی و توسعه و سایر خصوصیات این قبیل جریان‌ها، در این تحقیق با به‌کارگیری معادلات سنت ونانت در حالت پایستار و استفاده از روش‌های بالادستی از خانوادۀ گودانف در قالب احجام محدود، جریان‌های غیرماندگار سریع یک‌بعدی در رودخانه‌ها شبیه‌سازی شده است. اعمال شیب کف، شیب اصطکاکی، تغییرات عرض جریان و جریان‌‌های جانبی به‌عنوان عامل منبع، توانمندی مناسبی در مدل‌ عددی برای شبیه‌سازی جریان در مقاطع نامنظم رودخانه‌ها و در حضور دبی جانبی ایجاد کرده است. اساس روش بر پایۀ حل یک سری مسائل ریمن شکل گرفته و برای محاسبۀ شار جریان ایجادشده، از حل‌کننده‌های تقریبی ریمن HLL و Roe استفاده شده است. برای ارتقای دقت محاسبات از مرتبۀ یک به دو، از الگوی MUSCL بهره گرفته شده است. عملکرد الگوهای حل عددی، با آزمون‌های استاندارد با حل تحلیلی و داده‌های آزمایشگاهی ارزیابی شد و در انتها، به بررسی میزان حساسیت پارامترهای مؤثر در نتایج مدل‌های عددی پرداخته شد. با توجه به نتایج، هر دو الگوی حل، نتایج مطلوب و با دقت فراوان ارائه می‌دهند و توانمندی مناسبی در شبیه‌سازی جریان در شرایط هیدرولیکی مختلف و در حالت یک‌بعدی در رودخانه دارند.