توزیع سرعت متوسط عمقی و تنش برشی در کانالهای با بهترین مقطع هیدرولیکی ذوزنقه ای و مستطیلی به روش نگاشت همدیسی

توزیع تنش برشی جداره و سرعت متوسط عمقی یکی از مهمترین مشخصه های هیدرولیکی درکانال های باز است. این پارامتر ها در مسایل مختلف نظیر انتقال آب, انتقال رسوب، فرسایش و ژئومورفولوژی رودخانه و انتقال آلاینده ها کاربرد دارند. از این رو شناخت و پیش بینی این دو پارامتر، گامی موثر در جهت طراحی ایمن کانال هاست. شایان ذکر است که مدل کردن توزیع تنش برشی به علت وجود جریان های ثانویه بسیار دشوارتر از بررسی توزیع سرعت و اثرات آن است. در صورت وجود اطلاعات سرعت در سطح مقطع جریان، با جمع سرعت نقاطی که در راستای قایم مشخص (فاصله ی مشخص از مبدأ) قرار گرفته اند و تقسیم این مجموع بر تعداد نقاط مورد استفاده، سرعت متوسط عمقی در نقطه ای مشخص از عرض مقطع محاسبه می گردد. در این تحقیق، با استفاده از نگاشت همدیسی به تخمین تنش برشی متوسط کف و دیواره در کانال های ذوزنقه ای با جداره ی صاف پرداخته می شود و سپس توزیع تنش برشی و سرعت متوسط عمقی در بهترین مقاطع هیدرولیکی ذوزنقه ای و مستطیلی محاسبه می شود. برای بررسی درستی نتایج تحلیلی از نتایج مدل سازی آزمایشگاهی بهره گیری شده است. با مقایسه ی نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی می توان دریافت که نتایج این پژوهش از دقت خوبی برخوردار است وبه کاربردن ایده ی انیشتین روی کف باعث به دست آمدن نتیجه های نزدیک به واقعیت می شود. به کاربردن روش این پژوهش باعث طراحی ساده و ایمن مقطع بهینه می شود. شرایط ویژه ی مقطع بهینه ایجاب می کند که متوسط تنش برشی کف و دیواره نیز با یکدیگر برابر باشند و به همین دلیل طراحی کانال در جهت اطمینان و ساده ولی به دلیل به دست آمدن مقدار محافظه کارانه ی تنش برشی دیواره تاحدی غیراقتصادی است. توزیع سرعت متوسط عمقی به دست آمده در این پژوهش به واقعیت نزدیک است و از مقایسه ی آن با اطلاعات آزمایشگاهی می توان نتیجه گرفت که استفاده از ایده ی انیشتین نتیجه ی خوبی برای این توزیع ارایه می دهد.