نویسنده
چکیده
در این مقاله، از معادله فورشهایمر به عنوان معادله ساختاری حاکم بر جریان غیر خطی در محیط سنگریزه استفاده شده است و با یک روش جدید معادله دیفرانسیل حاکم بر جریان آزاد که یک معادله دو بعدی غیر خطی است، با استفاده از روش اجزای محدود و در قالب شبکه ثابت رابطه سازی و حل شده است. همچنین، برای بررسی فرایند محاسباتی مدل و عملکرد برنامه رایانهای توسعه داده شده مثالهای مناسبی ارائه شده است. مثال اول، که یک بعدی فرض شده است و دارای راه حل تحلیلی است، نشان میدهد که پیوند بین اجزا و زیر برنامههای مدل و برنامه صحیح است. مثالهای دیگر نشان میدهند که مدل قادر است شرایط فیزیکی را حداقل در سطح آزمایشگاهی شبیه سازی کند. این مثالها دو بعدی بوده و جریان آزاد آب از درون سنگریزه را بررسی میکند. مدل، عملکرد مناسبی در این رابطه نشان میدهد. به عنوان نمونه، در محاسبه فشار در کف سازه، قدر مطلق تفاوت نسبی بین نتایج مدلسازی و مقادیر مشاهده شده در حدود 3/2 درصد است. با استفاده از مدل، جریان روگذر از روی هسته سدهای سنگریزهای، که دارای هسته رسیاند، نیز تحلیل میشود. این گونه هستهها به عنوان سرریز درونی عمل میکنند و با تحلیل جریان از روی آنها عملکرد مدل در این رابطه بحث میشود.
واژگان کلیدی: جریان غیرخطی، جریان غیر دارسی، روش اجزای محدود، سد سنگریزهای، شبکه ثابت
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Seepage Analysis through Rockfill Dams by Finite Element Method in a Fixed Gird
نویسنده [English]
- S. M. Hosseini and E. Sonei
چکیده [English]
In this paper, Forchheimer equation is used as the constitutive equation for flow through rockfill, and the non-linear two-dimensional governing equation with free surface is solved by a new finite element method in a fixed grid. The model is verified by applying it to different flow conditions. The first scenario, which is assumed to be one-dimensional with analytical solution available for it, is used to verify the developed code. Other scenarios, which are two-dimensional free surface tests on a laboratory rockfill, are used to verify the model. The model shows satisfactory performance in this regard. For example, on average, a mean absolute relative error of about 2.3%, in terms of pressure head was found to exist between modelling results and observed values. Further capabilities of the model are discussed by simulating overflow through self– spillway rockfill dams.
Keywords: Finite element, Method, Fixed grid, Non-Darcy flow, Non-linear flow, Rock fill dam
کلیدواژهها [English]
- Finite Element
- Method
- Fixed grid
- Non-Darcy flow
- Non-linear flow
- Rock fill dam