تحلیل نیمرخ طولی سطح آب درون مصالح سنگریزه‌ای با استفاده از تئوری جریان متغیر تدریجی با درنظرگرفتن نیروی درگ

ﺗﺤﻠﯿﻞ ﺟﺮﯾﺎن در درون ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺳﻨﮕﺮﯾﺰه‌ای اﻏﻠﺐ ﺑﺎ ﺣﻞ ﻣﻌﺎدﻟﻪ دﯾﻔﺮاﻧﺴﯿﻠﯽ ﮐﻪ از ﺗﺮﮐﯿﺐ راﺑﻄﻪ ﻏﯿﺮﺧﻄﯽ [i=mvn] و ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﭘﯿﻮﺳﺘﮕﯽ ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣﯽآﯾﺪ، اﻧﺠﺎم ﻣﯽﮔﯿﺮد. اﯾﻦ ﻣﻌﺎدﻟﻪ دﯾﻔﺮاﻧﺴﯿﻠﯽ اولین بار توسط پارکین توسعه داده‌ شده و حل آن ﺑﻪ روش ﺗﻔﺎﺿﻞ ﻣﺤﺪود و ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎ اعمال ﺷﺮاﯾﻂ ﻣﺮزی ﻣﺴﺎﺋﻞ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ، ﺑﻪﻧﺴﺒﺖ ﺣﺠﯿﻢ و وﻗﺖﮔﯿﺮ اﺳﺖ. اﯾﻦ ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت در ﺷﺮاﯾﻄﯽ ﮐﻪ ﻧﯿﻤﺮخ ﺳﻄﺢ آب در درون ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺳﻨﮕﺮﯾﺰه‌ای ﻣﺸﺨﺺ ﻧﺒﺎﺷﺪ، ﺑﺎ ﻣﺸﮑﻼت ﺑﯿﺸﺘﺮی روﺑﻪ‌رو ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. ﺑﺮای ﺗﺤﻠﯿﻞ ﺟﺮﯾﺎن در ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺳﻨﮕﺮﯾﺰه‌ای ﻣﯽﺗﻮان از روش دﯾﮕﺮی ﮐﻪ ﻣﺘﮑﯽ ﺑﻪ ﺗﺌﻮری ﺟﺮﯾﺎن ﻣﺘﻐﯿﺮ ﺗﺪرﯾﺠﯽ اﺳﺖ، اﺳﺘﻔﺎده ﮐﺮد. ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت در اﯾﻦ روش در ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺑﺎ روش ﻗﺒﻠﯽ ﺑﺴﯿﺎر ﺳﺎدهﺗﺮ و ﮐﻢ ﺣﺠﻢﺗﺮ اﺳﺖ. بررسی‌های انجام شده نشان می‌دهد که عدم در نظر گرفتن نیروی درگ در تئوری جریان‌های متغیر تدریجی باعث ایجاد خطای بزرگ در بخش‌هایی از جریان که انحنای خطوط جریان و سطح آب زیاد است، می‌گردد. در پژوهش ﺣﺎﺿﺮ، برای اولین بار ﺑﺎ استفاده از نتایج آزﻣﺎﯾﺶﻫﺎی انجام شده توسط نگارندگان مقاله روی اﻧﻮاع ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺳﻨﮕﺮﯾﺰه‌ای، به بررسی تاثیر نیروی درگ بر روی دقت محاسبات نیمرخ سطح آب با استفاده از تئوری جریان‌های متغیر تدریجی پرداخته شده است. نتایج نشان می‌دهد که با در نظر گرفتن نیروی درگ، دقت محاسبات نیمرخ سطح آب در جریان ماندگار به‌ویژه در بخش‌هایی که انحنای جریان زیاد است به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد و می‌توان به جواب‌های امیدوارکننده‌ای دست‌یافت.