تعیین ویژگی های فیزیکی شبکه معادل در تحلیل جریان درون محیط های متخلخل با استفاده از مدل های شبکه ای

تحلیل جریان درون محیط های متخلخل، کاربردهای متعددی در شاخه های مختلف علوم و مهندسی از جمله مهندسی منابع آب، محیط زیست، شیمی و نفت دارد. بیشتر تحقیقاتی که در این زمینه صورت پذیرفته، بر اساس مبانی تئوریک و نتایج حاصل از مشاهدات آزمایشگاهی دارسی و فورشهایمر است. در دهه اخیر، به دلیل نیاز به بررسی جریان های دو و یا سه بعدی و همچنین تحلیل برخی از پیچیدگی های جریان درون محیط های متخلخل، مدل های شبکه ای نظر بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده است. در این مدل ها، خلل و فرج موجود در محیط متخلخل، به صورت شبکه ای از حفره ها و مجاری به هم پیوسته در نظر گرفته شده و سپس با یک شبکه لوله ای، شبیه سازی می گردد. از آنجا که در این روش، لوله ها مبین مجاری و گره ها نقش حفره های موجود در محیط مزبور را ایفا می کنند، لذا تعیین ویژگی های فیزیکی شبکه، از جمله ابعاد آن و همچنین قطر و طول لوله ها متناسب با خصوصیات محیط متخلخل از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این تحقیق، روش خاصی برای تعیین این ویژگی ها ارائه گردیده و با پایش گذر حجمی و پروفیل سطح آب در دو مدل آزمایشگاهی که در محل آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده مهندسی دانشگاه شیراز ساخته شده، صحت و میزان دقت این روش مورد ارزیابی قرار گرفته است. مقایسه مشاهدات آزمایشگاهی و نتایج حاصل از مدل پیشنهادی دلالت بر این امر دارد که 96 درصد از تغییرات موجود در گذر حجمی مشاهده شده، توسط مدل قابل توصیف است. علاوه بر این مقایسه پروفیل سطح آب مشاهده شده و محاسبه شده، نشان دهنده توصیف بیش از 98 درصد از تغییرات حادث در پروفیل مشاهده ای است، که این امر نیز دلالت بر مطابقت نسبتا مطلوب نتایج حاصل از مشاهدات آزمایشگاهی با مقادیر محاسبه شده بر مبنای مدل پیشنهادی دارد و نشان دهنده دقت مناسب مدل ارائه شده است.