بررسی آزمایشگاهی تغییرات گرادیان هیدرولیکی جریان غیرماندگار درون مصالح زهکشی تحت فشار

تحلیل جریان غیر ماندگار با استفاده از معادلات سنت ونانت انجام می شود. محاسبه شیب خط انرژی (Sf) از اهمیت بالایی در تحلیل جریان غیر ماندگار برخوردار است. از آنجاییکه در محیط متخلخل درشت دانه، Sf برابر با گرادیان هیدرولیکی (i) است، محاسبه i اهمیت بالایی دارد. در پژوهش حاضر، با استفاده از داده های آزمایشگاهی ثبت شده در سیلندری فولادی به قطر 16 سانتی متر و طول 70 سانتی متر که 40 سانتی متر آن از سنگریز با سه دانه بندی ریز، متوسط و درشت پر شده، به بررسی جریان غیر ماندگار در محیط متخلخل تحت فشار پرداخته شده است. جهت بهینه یابی ضرایب رابطه دوجمله ای فورشهایمر که در جریان ماندگار (a, b) و رابطه سه جمله ای که در جریان غیرماندگار کاربرد دارند (a, b, c) از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) استفاده شده است. نتایج پژوهش حاضر بیانگر آن است که، مقادیر مربوط به میانگین خطای نسبی (MRE) در حالت استفاده از رابطه سه جمله ای نسبت به رابطه دوجمله ای جهت محاسبه گرادیان هیدرولیکی جریان غیرماندگار، در مصالح ریزدانه 5/14، در مصالح با اندازه متوسط 7/14 و در مصالح درشت دانه 2/12 درصد بهبود یافته است. مقدار جمله ی سوم رابطه سه جمله ای نسبت به گرادیان هیدرولیکی ((cdv/dt)/i) در مصالح ریزدانه 23/7، در مصالح با اندازه متوسط 79/14 و در مصالح درشت دانه 01/17 درصد به دست آمده است. به عبارت دیگر، از آنجاییکه با افزایش قطر مصالح، کارایی رابطه غیر خطی (غیر دارسی) نسبت به رابطه خطی (دارسی) افزایش می یابد، جمله سوم رابطه سه جمله ای نیز تاثیر بیشتری در محاسبات گرادیان هیدرولیکی دارد.