تعیین ویژگی‌های فیزیکی شبکه معادل در تحلیل جریان درون محیط‌های متخلخل با استفاده از مدل‌های شبکه‌ای

تحلیل جریان درون محیط‌های متخلخل، کاربردهای متعددی در شاخه‌های مختلف علوم و مهندسی از جمله مهندسی منابع آب، محیط‌زیست، 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 جریان‌های دو و یا سه بعدی و همچنین تحلیل برخی از پیچیدگی‌های جریان درون محیط‌های متخلخل، مدل‌های شبکه‌ای نظر بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده است. در این مدل‌ها، خلل و فرج موجود در محیط متخلخل، به صورت شبکه‌ای از حفره‌ها و مجاری به هم پیوسته در نظر گرفته شده و سپس با یک شبکه لوله‌ای، شبیه‌سازی می‌گردد. از آنجا که در این روش، لوله‌ها مبین مجاری و گرهها نقش حفره‌های موجود در محیط مزبور را ایفا می‌کنند، لذا تعیین ویژگی‌های فیزیکی شبکه، از جمله ابعاد آن و همچنین قطر و طول لوله‌ها متناسب با خصوصیات محیط متخلخل از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این تحقیق، روش خاصی برای تعیین این ویژگی‌ها 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 مشاهده‌ای است، که این امر نیز دلالت بر مطابقت نسبتاً مطلوب نتایج حاصل از مشاهدات آزمایشگاهی با مقادیر محاسبه شده بر مبنای مدل پیشنهادی دارد و نشان دهنده دقت مناسب مدل ارائه شده است.