شبیه سازی هیدرولیک جریان در آبیاری جویچه ای و نواری
چکیده
معادلات سنت- ونانت از جمله معادلات پایه¬ی بوده که در رشته¬های مختلف هیدرولیک از جمله مسائل آبیاری سطحی نقش مهمی را ایفا می¬کند. از این رو محققان مختلف با به کارگیری شیوه¬های متفاوت سعی در حل این معادلات نموده و با ابداع مدل¬های معروفی همچون مدل هیدرودینامیک کامل به تجزیه، تحلیل و طراحی آبیاری سطحی اقدام نمودند. با توجه به عدم وجود راه حل تحلیلی جهت حل این نوع معادلات، از این رو محققین در حالت کلی روش¬های عددی را جهت حل پیشنهاد می¬کنند. بکارگیری یک روش عددی جهت شبیه¬سازی هیدرولیکی آبیاری سطحی تحت شرایط نواری و جویچه¬ای، از هدف اساسی این تحقیق می¬باشد. از این رو در این تحقیق از بین مدل¬های هیدرولیکی آبیاری سطحی مدل هیدرودینامیک کامل و از بین روش¬های عددی سه الگوی عددی شامل خطوط مشخصه (hd-ch)، روش صریح لکس انتشاری (hd-lax) و مک کورمک (hd-mac) انتخاب شد. همچنین در این مطالعه به منظور افزایش دقت شبیه¬سازی آبیاری نواری، جزء تبخیر به عنوان یک متغیر زمانی به معادلات سنت- ونانت اضافه شد. پس از منفصل¬سازی معادلات حاکم و کدنویسی در محیط برنامه¬نویسی matlab، نتایج حاصل ارزیابی و صحت سنجی شد. به منظور ارزیابی از شش سری داده¬های نوار و چهار سری داده¬های جویچه¬ای استفاده شد. که این تعداد از داده¬ها از طریق آزمایش در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی ساری مورد اندازه¬گیری قرار گرفت، برای صحت سنجی از داده¬های محققین مختلف تحت شرایط یکسان استفاده شد. همچنین در این بخش نتایج حاصل از مدل پیشنهادی با مدل هیدرودینامیک نرم¬افزارهای sirmod و srfr مورد مقایسه قرار گرفت. یافته¬ها نشان می¬دهد که هر سه الگوی عددی در هر دو شرایط نواری و جویچه¬ای با دقت مناسبی فرآیندهای مختلف جریان را شبیه¬سازی می¬کنند. با این حال مدل hd-laxبه واسطه روش حل به کارگرفته شده از دقت بالاتر و زمان محاسباتی کمتری نسبت به سایر روش¬های مشابه جهت شبیه¬سازی فرآیندهای مختلف جریان برخوردار است. نتایج نشان داد که استفاده از جزء تبخیر در شبیه¬سازی نوارها باعث افزایش دقت شده ولی این افزایش دقت چندان معنی¬دار نمی¬باشد. همچنین مقایسه آماری نتایج نشان داد که مدل hd-lax وhd-sirmod در اکثر نوارها و جویچه¬های آزمایشی از دقت مناسبی برخوردار بوده و اختلاف معنی¬داری ندارد.
