ارائه روابطی جهت محاسبه ضرایب جریان غیردارسی در محیط های سنگریزه ای

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

• علی روشنفکر ¹
• جواد ظهیری ²
• سیدمحمود کاشفی پور ²

¹ دانشگاه دالهوزی کانادا

² دانشگاه شهید چمران اهواز

10.22067/jsw.v0i0.5277

چکیده

چکیده
برای ایجاد تأخیر در سیلاب و کاستن دبی اوج آن معمولاً از سدهای پاره سنگی تأخیری استفاده می گردد. مواد مورد استفاده در این نوع سدها معمولا باعث ایجاد تلاطم در جریان شده و در نتیجه در این محیط ها نمی توان از رابطه دارسی استفاده نمود. بر همین اساس در این محیط ها از روابط غیر دارسی استفاده می شود. معادلات جریان غیردارسی به دو صورت کلی و نشان داده می شوند. از جمله مهمترین پارامترهای موثر در شبیهسازی جریان در چنین محیط هایی مقدار N می باشد که معمولاً بصورت تجربی و یا از طریق داده های آزمایشگاهی محاسبه می گردد. N نشان دهنده تلاطم جریان بوده و مقدار آن از 1 (جریان ورقه ای) تا 2 (جریان کاملاً متلاطم) تغییر می کند. اشکال عمده بعضی روابط غیر دارسی (از جمله رابطه ارگون) این است که نمی توانند مستقیماً مقادیر N و α را محاسبه نمایند. در این تحقیق با بکار بردن معادله ارگون و با استفاده از تحلیل های ریاضی معادلاتی جهت محاسبه مستقیم N و α ارائه شده و در نهایت رابطه ای جهت برآورد ضرایب هدایت هیدرولیکی معادل (Ke) در محیط های متخلخل استخراج شده است. جهت صحت سنجی معادلات استخراج شده از اطلاعات آزمایشگاهی تحقیقات قبلی استفاده شد. همچنین مقادیر N با استفاده از رگرسیون غیر خطی محاسبه و با N محاسباتی مورد مقایسه قرار گرفت. مقایسه نتایج بدست آمده نشان می دهد که در مجاورت مرزها (2 و1=N) مقادیر N محاسبه شده از دقت بالایی برخوردارند و با فاصله گرفتن از مرزها از دقت نتایج کاسته می گردد.

واژه های کلیدی: ضرایب جریان غیر دارسی، رابطه ارگون ، تلاطم، هدایت هیدرولیکی معادل

---

عنوان مقاله [English]

Presenting Some Equations for Calculating the Non-Darcy Flow Coefficients in Rockfills

نویسندگان [English]

• A. Roshanfekr ¹
• J. Zahiri ²
• M. Kashefipoor ²

¹ Dalhousie University, Canada

² Shahid Chamran University of Ahwaz

چکیده [English]

Abstract
Rockfill dams are usually used for affecting the flood and reducing the peak discharge. The materials used in these dams will usually make the flow turbulent, therefore Darcy's law can not be used for this kind of dams and the equations based on the non-Darcy flow must be applied. Non-Darcy flow equations are showed in two general ways including: and .One of the main parameters for flow simulation through this type of media is N, which can be specified empirically using experimental data. N is a parameter for flow turbulence and varies from 1 (laminar flow) to 2 (fully turbulent flow). One of the problems with some of non-Darcy equations (e.g. Ergun) is that they can not compute  and N directly. In this research using the Ergun equation and mathematical analysis, a few equations have been derived and presented for computing N and  and finally a new equation has been presented for the equivalent hydraulic conductivity (Ke) coefficients in porous media. A standard example was used for the verification of the resulting equations. Some values were assumed for the soil properties and the value of N,  were computed using the proposed equations in this research study. N was also specified using a non-linear regression analysis and was compared with the corresponding values obtained from the proposed equations. Comparison of the both sets of results showed that the computed N values are relatively precise especially for the boundaries (N=1 and 2).

Keywords: Non-Darcy flow coefficient, Ergun equation, Turbulence, Equivalent hydraulic conductivity