مدل سازی جریان ناشی از شکست سد به روش حجم محدود
چکیده
پدیده شکست سد و به دنبال آن پیشروی امواج ناشی از جریان های سهمگین در پایین دست، خسارت های فراوانی ایجاد می کند. بنابراین برآورد پارامتر های هیدرودینامیکی جریان ناشی از شکست سد جهت پیش بینی خطرات، امری مهم می باشد. در این پژوهش از طریق اندازه گیری های آزمایشگاهی به بررسی مشخصات هیدرولیکی جریان ناشی از شکست سد در شرایط گوناگون از جمله : بستر خشک و تر پایاب، تغییرات شیب و وجود و عدم وجود مانع در پایین دست، پرداخته -شده است. سپس مدل عددی دو بعدی جریان شکست سد بر اساس معادلات آب کم عمق به روش حجم محدود به کمک نرم افزار فلوئنت ارائه شده است. برای ثبت داده ها ی آزمایشگاهی از روش فیلم برداری توسط دوربین های دیجیتال استفاده شده است. در انتها نتایج حاصل از مدل سازی با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه و ارزیابی قرارگرفت. برای بررسی توانایی های مدل در شرایط مختلف بعد از شکست سد و برای ارزیابی دقت مدل از شاخص های آماری جذر میانگین مربعات خطا (rmse)، میانگین خطای مطلق (mae)، حداکثر خطای نسبی (remax) و شاخص تطابق (d) استفاده گردید. مقایسه ی شاخص ها نشان می دهد که توانایی مدل در شرایط پایین دست تر و شیب 0005/0 نسبت به بقیه شرایط بیشتر است چراکه شاخص تطابق 999/0 و خطای نسبی ماکزیمم 029/0 و rmse و mae بهترین نتیجه را نسبت به بقیه شرایط دارد. موج شکل گرفته در اثر شکست سد، از تر یا خشک بودن بستر پایاب تأثیر می پذیرد و با افزایش شیب بستر تخلیه سریع تر صورت می گیرد و وجود مانع در پایین دست، تلاطم و پیچیدگی های هیدرولیکی ایجاد می کند. همچنین نتایج نشان می دهد که نرم افزار فلوئنت ابزار مناسبی برای شبیه سازی شرایط جریان در پدیده شکست سد می باشد.