شبیه سازی عددی جریان و رسوب توسط مدل cche2d (مطالعه موردی: پیچانرود پایین دست سد میناب )

این پایان‏نامه سعی دارد مزیت و اهمیت یک مدل عددی را به منظور پیش‏بینی و پایش فرایندهای حاکم بر جریان و رسوب رودخانه‏، نشان دهد. با توجه به اهمیت سرعت جریان آب و نیروهای تنش برشی بر فرسایش کناره‏های رودخانه، از یک مدل عددی دو بعدی تحت عنوان cche2d برای شبیه‏سازی الگوی جریان و رسوب در بازه‏ای از پیچان‏رود طبیعی (حد فاصل سد تا پل شهرستان میناب- استان هرمزگان) استفاده شد. الگوریتم و پارامترهای مختلفی برای جریان آب و رسوب در یک مدل دینامیک محاسباتی بکار گرفته می‏شوند تا هدف شبیه‏سازی سه بعدی جریان آب را محقق سازند. با این هدف، به صورت آزمایشی به شبیه‏سازی الگوی جریان آب و رسوب در یک بازه‏ی پیچان‏رودی طبیعی پرداخته شد و تغییرات الگوی جریان و رسوب و تغییرات ریخت شناسی را در یک کانال مئاندری با رژیم جریان پایدار ارزیابی گردید. در این بررسی ابتدا نقشه‏های توپوگرافی دقیق با مقیاس مناسب از محدوده مورد مطالعه بدست آمد و سپس هندسه مدل و شبکه محاسباتی با ابعاد مختلف تهیه، و در نهایت بر اساس مشخصات اندازه‏گیری شده جریان و رسوب رودخانه، مدل هیدرودینامیک دو بعدی متوسط عمق، اجرا و پارامترهایی همچون توزیع عمق، سرعت جریان، تنش برشی، دبی ویژه جریان، رژیم جریان، بار معلق و تغییرات بستر در رودخانه استخراج گردید. در پایان، از دو معیار آماری r.m.s.e و m.a.p.e، داده‏های حاصل از شبیه‏سازی مدل عددی را در مقابل داده‏های مشاهده‏ای، مقایسه شد که خطای مدل برای پارامترهای سرعت، عمق و شیب انرژی با شاخص r.m.s.e به ترتیب 075/0، 116/0 و 0008/0 و با شاخص m.a.p.e به ترتیب 7/2، 2/6 و 4/4 درصد بود. نتایج بیانگر دقت بالا و خطای ناچیز مدل در پیش بینی پارامترهای جریان می‏باشد. به دلیل دقت بالای مدل و حجم پارامترهای ورودی دخیل در آن، نتایج ارزیابی مدل به خوبی با تخمین‏ها و شواهد تایید شدند و پارامترهای حاصله از پیش‏بینی مدل، تطابق خوبی با پارامترهای اندازه‏گیری شده در مقاطع طبیعی نشان می‏دهد. لذا، این نتیجه گرفته شد که مدل cche2d، از قابلیت خوبی جهت پیش بینی مشخصات جریان در رودخانه های پیچان برخوردار است. بنابراین، بهره‏گیری از مدل‏های دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) برای مدل سازی جریان آب، ما را یک گام به پیش‏بینی‏های کلی‏تر برای فرایندهای حاکم بر جریان در رودخانه‏های پیچان‏رودی نزدیک‏تر می‏کند. با این وجود همیشه یک‏سری محدودیت‏ها و موارد غیر قابل پیش‏بینی در محاسبه دقیق پارامترهای شیب سطح آب و زبری رسوبات آبرفتی کناره‏ها و کف رودخانه برای انجام مدل‏سازی جریان توربولانس وجود دارند که شاید در آینده‏ای نه چندان دور مورد تحقیق و پژوهش قرار گیرد.