نام پژوهشگر: علیرضا داوودیان دهکردی
محمد فتحی علی رضا داوودیان دهکردی
چکیده این پایاننامه سعی دارد مزیت و اهمیت یک مدل عددی را به منظور پیشبینی و پایش فرایندهای حاکم بر جریان رودخانهها که نوع تکاملیافته ژئومورفولوژی آبرفتی- سیلابی اند، 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 در بازهای از پیچانرود طبیعی (رودخانه خشکه رود فارسان در 30 کیلومتری غرب شهرکرد) استفاده شد. الگوریتم و پارامترهای مختلفی برای جریان آب در یک مدل دینامیک محاسباتی بکار گرفته می شوند تا هدف شبیهسازی سه بعدی جریان آب را محقق سازند. با این هدف، به صورت آزمایشی به شبیهسازی الگوی جریان آب در بازه ای از یک پیچانرود طبیعی پرداخته شد و تغییرات الگوی جریان را در یک کانال مئاندری با یک خم بارز 180 درجه و رژیم جریان پایدار ارزیابی گردید. در این بررسی پس از نقشه برداری دقیق، نقشه های توپوگرافی 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 اندازه گیری شده جریان رودخانه، مدل هیدرودینامیک دو بعدی متوسط عمق، اجرا و نتایجی همچون توزیع عمق و سرعت جریان در خم رودخانه استخراج گردید. در پایان، از دو معیار آماری r.m.s.e و m.a.p.e، داده های 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 0334/0، 136/0 و 1 10*4 و با شاخص m.a.p.e به ترتیب 873/2، 254/10 و 67/3 درصد بود. نتایج بیانگر دقت بالا و خطای ناچیز مدل در پیش بینی پارامترهای جریان می باشد. به دلیل دقت بالای مدل و حجم پارامترهای ورودی دخیل در آن، نتایج ارزیابی مدل به خوبی با تخمین ها و شواهد تایید شدند و پارامترهای حاصله از پیشبینی مدل، تطابق خوبی با پارامترهای اندازهگیری شده در مقاطع طبیعی نشان میدهد. لذا، مدل cche2dاز 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 پیشبینی های کلیتر برای فرایندهای حاکم بر جریان در رودخانههای پیچانرودی نزدیکتر می کند. با این وجود همیشه یکسری محدودیت ها 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.