توسعه روش بدون‌شبکه چندربعی برای حل مسئله شکست سد

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

دانشگاه قم

چکیده

در این پژوهش، روش بدون‌شبکه چندربعی برای حل مسئله شکست سد با هدف رفع برخی از نقاط ضعف روش‌های معمول با شبکه توسعه یافت. به این منظور، دستگاه معادلات دیفرانسیل غیرخطی و غیرپایای حاکم با استفاده از تابع چندربعی بازتولید و روند حل آن بیان گردید. همچنین برای گسسته‌سازی جمله‌های زمانی از روش اختلاف محدود پیشرو استفاده گردید و نشان داده شد که برای گسسته سازی ترم‌های مکانی روش ضمنی مناسب است. برای تعیین مهم‌ترین عامل در دقت و سرعت روش چندربعی، یعنی پارامتر شکل بهینه، ضمن اثبات ناکارآمدی برخی از الگوریتم‌های پرکاربرد پیشین در حل مسئله شکست سد، یک ایده جدید برای آن ارائه گردید. در این ایده، شرایط اولیه مسئله با تابع چندربعی درون‌یابی و پارامتر شکلی که دقیق‌ترین تخمین از آن را داشته باشد، به‌عنوان پارامتر شکل بهینه انتخاب می‌گردد. پارامتر شکل به‌دست‌آمده برای آنالیز مسئله در گذر زمان نیز بهینه می‌باشد و برای هر سه مجهول مسئله یکسان است. لذا حجم محاسبات روش چندربعی به شدت کاهش می‌یابد. همچنین همگرایی و دقت قابل‌قبول رویکرد پیشنهادی طی حل چند مثال مختلف در مقایسه با سایر روش‌های عددی و تحلیلی نشان داده شده است.

کلیدواژه‌ها


Abessi, O. (2018). Sustainable Desalination Handbook, Chapter 7. Brine Disposal Management Planning Design and Implementation Gide, Elsevier Inc, Cambridge, MA 02139, United States.
Abessi, O., Roberts, P. J.W. and Ghandi, V. (2017). Rosette diffusers for dense effluents. J. Hydraulic Eng. 10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.
Abessi, O. and Roberts, P.J.W. (2017). Rosette Diffusers for Dense Effluents in Flowing Currents. J. Hydraulic Eng., 144(1), 06017024.
Abessi, O. and Roberts, P.J.W. (2016). Multiport diffusers for dense discharge in flowing ambient water. J. Hydraulic. Eng. 10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001279, 04017003.
Abessi, O., Saeedi, M., Davidson, M. and Zaker, N. H. (2011). Flow classification of negatively buoyant surface discharge in an ambient current. J. Coastal Research, 28(1A), 148-155.
Abessi, O., Saeedi, M., Hajizadeh, Z.N. and Kheirkhah, G.H. (2011a). Flow Characterization Dilution in Surface Discharge of Negatively Buoyant Flow in Stagnant and Non-Stratified Water Bodies, J. water and waste water, 80. (in Persian)
Abessi, O., Saeedi, M., Hajizadeh, Z. N. and Kheirkhah, G.H. (2011b). Waste field characteristics, ultimate mixing and dilution in surface discharge of dense jets into stagnant water bodies. J. water and waste water, 81. (in Persian).
Abessi, O., Saeedi, M. and Hajizadeh Zaker, N. (2011). Prediction of flow regimes in surface discharge of negative buoyant effluents into non stagnated water. J. Oceanography, 1(4), 49-60. (in Persian)
Ahadiyan, J. (2010). Effect of Contraction Angle on Mixing Length in the Buoyant Jets Using Physical and Mathematical Model, PhD Thesis, Shahid Chamran University of Ahwaz. (in Persian)
Botelho, D. A., Miller, N., Roberts, P., Obessi, O., Mohammadian, M., Wood, M., Shao, D.D., Bradley, J., Morelissen, R. and Law, A. W. K. (2016). Marine Outfall Systems: Current Trends, Research and Challenges. Global Trends & Challenges in Water Science, Research and Management: a compendium of hot topics and features from IWA specialist groups (2 ed., pp. 67–72). London, UK.
Daviero, G.J., Roberts, P.J.W. and Maile, K. (2001) Refractive index matching in large-scale stratified experiments. Exp Fluids, 31, 119–126.
Fischer, H. B., List, J. E., Koh, R. C. Y., Imberger, J. and Brooks, N. H. (1979). Mixing in Inland and Coastal Waters. Academic Press, Inc., San Diego.
Gungor, E. and Roberts, P.J.W. (2009). Experimental studies on vertical dense jets in a flowing current. J. Hydraulic Eng., 135, 935-948.
Ghayour, S., Hamidi M. and Abessi, O. (2020) Analysis of Turbulence Flow in Submerge Disposal of Brine in Coastal Desalination Plants, J. Oceanography, In press. (in Persian)
https://www.aparat.com/OzeairAbessi.
Roberts, P.J.W. (1979). Line plume and ocean outfall dispersion. J. Hydraulic. Div., Am. Soc. Civ. Eng., 105(4), 313–331.
Roberts, P.J.W. and Tome, G.  (1987). Inclined dense jets in flowing durrent, J. Hydraulic Eng., 113(3), 323-341.
Roberts, P.J.W. and Abessi, O. (2014). Optimization of Desalination Diffusers Using Three-Dimensional Laser-Induced Fluorescence, Report Prepared for United States Bureau of Reclamation School of Civil and Environmental Engineering Georgia Institute of Technology, Atlanta, 30332.
Roberts, P.J.W., Ferrier, A. and Daviero, G.J. (1997). Mixing in Inclined Dense Jets. J. Hydraulic Eng., 123(8), 693-699.
Saeedi, M., Farahani, A.A., Abessi, O. and Bleninger, T. (2012). Laboratory studies defining flow regimes for negatively buoyant surface discharges into crossflow. Environmental fluid mechanics, 12(5), 439-449.
Shafaei Bejestan, M. (2004). Principles and application of Physical –Hydraulic Models, Shahid Chamran University, Iran. (in Persian)
Shacheri, F. (2014). A Comperative Study on Flow Geometrical and Mixing Characteristics of Negatively Buoyant effluent Surface Discharge from Rectangular and Trapezius Channels in to Stagnant Ambient, MSc Thesis, Tarbiat Modares University, Iran. (in Persian)
Tian, X. and Roberts, P.J.W. (2003). A 3DLIF System for Turbulent Buoyant Jet Flows. Expts. Fluids, 35, 636-647.
Webster D.R., Roberts, P.J.W. and Raad, L. (2001). Simultaneous DPTV/PLIF measurements of a turbulent jet. Exp. in Fluids, 30(1), 65-72.