تحلیل جریان‌های غیر دارسی در مصالح سنگریزه‌ای با استفاده از تئوری جریان‌های متغیر تدریجی

Abstract

تحلیل جریان در درون مصالح سنگریزه‌ای اغلب با حل معادله دیفرانسیلی که از ترکیب رابطه غیرخطی و معادله پیوستگی به دست می‌آید، انجام می‌گیرد. حل این معادله دیفرانسیلی به روش تفاضل‌های محدود و متناسب با شرایط مرزی مسائل مورد نظر، به نسبت حجیم و وقت‌گیر است. این محاسبات در شرایطی که نیمرخ سطح آب در درون مصالح سنگریزه‌ای مشخص نباشد، با مشکلات بیشتری رو به رو خواهد بود. برای تحلیل جریان در مصالح سنگریزه‌ای می‌توان از روش دیگری که متکی به تئوری جریان‌های متغیر تدریجی است، استفاده کرد. محاسبات در این روش در مقایسه با روش قبلی بسیار ساده‌تر و کم حجم‌تر است. برای استفاده از این روش باید درستی فرضیه‌های مورد استفاده در این روش، بررسی شود. همچنین لازم است عوامل موجود در روش تئوری جریان‌های متغیر تدریجی را با توجه به شرایط فیزیکی محیط‌های متخلخل دانه‌درشت تعریف کرد. در مقاله حاضر، با توجه به انجام آزمایش‌های گسترده روی انواع مختلف مصالح سنگریزه‌ای، ضمن بررسی درستی فرضیه‌های مورد استفاده در تئوری جریان‌های متغیر تدریجی، تأثیر خصوصیات فیزیکی محیط متخلخل از قبیل دانه‌بندی، تخلخل، ضریب یکنواختی و خاصیت گرانروی سیال، روی ویژگی‌های مختلف جریان مانند سرعت و گرادیان هیدرولیکی، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با توجه به نتایج آزمایش‌های انجام شده به وسیله نگارندگان مقاله، رابطه‌های جدیدی نیز برای به دست آوردن گرادیان هیدرولیکی که در تئوری جریان‌های متغیر تدریجی، مورد استفاده قرار می‌گیرد، ارائه شده است.