بررسي آزمايشگاهي تغييرات گراديان هيدروليكي جريان غيرماندگار درون مصالح زهكشي تحت فشار

تحليل جريان غير ماندگار با استفاده از معادلات سنت ونانت انجام مي‌شود. محاسبه شيب خط انرژي (Sf) از اهميت بالايي در تحليل جريان غير ماندگار برخوردار است. از آنجاييكه در محيط متخلخل درشت‌دانه، Sf برابر با گراديان هيدروليكي (i) است، محاسبه i اهميت بالايي دارد. در پژوهش حاضر، با استفاده از داده‌هاي آزمايشگاهي ثبت شده در سيلندري فولادي به قطر 16 سانتي‌متر و طول 70 سانتي‌متر كه 40 سانتي‌متر آن از سنگريز با سه دانه‌بندي ريز، متوسط و درشت پر شده، به بررسي جريان غير ماندگار در محيط متخلخل تحت فشار پرداخته ‌شده‌است. جهت بهينه‌يابي ضرايب رابطه دوجمله‌اي فورشهايمر كه در جريان ماندگار (a, b) و رابطه سه‌جمله‌اي كه در جريان غيرماندگار كاربرد دارند (a, b, c) از الگوريتم بهينه‌سازي ازدحام ذرات (PSO) استفاده شده‌است. نتايج پژوهش حاضر بيانگر آن است كه، مقادير مربوط به ميانگين خطاي نسبي (MRE) در حالت استفاده از رابطه سه‌جمله‌اي نسبت به رابطه دوجمله‌اي جهت محاسبه گراديان هيدروليكي جريان غيرماندگار، در مصالح ريزدانه 14.5، در مصالح با اندازه متوسط 14.7 و در مصالح درشت‌دانه 12.2 درصد بهبود يافته‌است. مقدار جمله‌ي سوم رابطه سه‌جمله‌اي نسبت به گراديان هيدروليكي ((cdv/dt)/i) در مصالح ريزدانه 7.23، در مصالح با اندازه متوسط 14.79 و در مصالح درشت‌دانه 17.01 درصد به‌دست آمده‌است. به‌عبارت ديگر، از آنجاييكه با افزايش قطر مصالح، كارايي رابطه غير خطي (غير دارسي) نسبت به رابطه خطي (دارسي) افزايش مي‌يابد، جمله سوم رابطه‌ سه‌جمله‌اي نيز تاثير بيشتري در محاسبات گراديان هيدروليكي دارد.