افزایش دقت رابطه مانینگ در مقاطع دایره ای نیمه پر با ارایه تعریف جدیدی از شعاع هیدرولیکی

تعیین دقیق سرعت متوسط و دبی مجاری روباز از اهداف مهم علم هیدرولیک است. یکی از روش های تعیین سرعت متوسط که دارای کاربرد فراوانی نیز می باشد، استفاده از رابطه مانینگ است. کاربرد این رابطه در برخی از مقاطع از جمله مقطع دایره ای با خطا همراه می باشد. در این پژوهش به منظور افزایش دقت این رابطه تعریف جدیدی برای شعاع هیدرولیکی بر اساس شکل مقطع جریان به نام شعاع هیدرولیکی موثر در مختصات دکارتی ارایه شده است. در این تعریف، تاثیر زبری سطح آزاد آب با در نظر گرفتن یک ضریب وزنی بزرگ تر از یک در محاسبات اعمال می شود. با کاربرد شعاع هیدرولیکی موثر در رابطه مانینگ برای مقطع دایره ای، تطابق خوبی بین نتایج به دست آمده و نتایج آزمایشگاهی موجود مشاهده گردید. مجذور میانگین مربعات خطای سرعت و دبی نسبی محاسباتی به دست آمده از کاربرد شعاع هیدرولیکی مرسوم و موثر نسبت به داده های واقعی به ترتیب برابر با 14904/0، 08125/0 و 01113/0، 00042/0 می باشد. نتایج نشان داد که کاربرد شعاع هیدرولیکی موثر، تاثیر قابل ملاحظه ای در افزایش دقت رابطه مانینگ در مقایسه با کاربرد شعاع هیدرولیکی مرسوم دارد.