این پایگاه داده کلیه مقادیر مربوط به مجموعه داده ­های مختلف را بجز تنش برشی بستر، تنش برشی بحرانی، سرعت سقوط ذرات، سرعت برشی و سرعت بحرانی را شامل می­ شود. محاسبه تنش برشی بستر به نسبت طول به عرض آبراهه بستگی دارد (Prasad, 1991). پراساد در سال ۱۹۹۱ اظهار داشت که برای نسبت طول به عرض تنش برشی بستر با بهره گرفتن از عمق جریان قابل محاسبه است. ویلیامز با مدنظر قرار دادن تصحیح دیواره صاف، تنش بستر را برای داده ­های مشاهده­ای دارای نسبت طول به عرض به دست آورد که در ذیل به سیستم SI برگردانده شده است (Williams, 1970):

(‏۴‑۶۱)
که تنش برشی بستر می­باشد. تنش برشی بحرانی همان تنش برشی بستر در شرایط آستانه حرکت است. آستانه حرکت مواد بستر در یک آبراهه در نتیجه جریان آب، اشاره به شروع حرکت ذرات بستر دارد که قبلاً در حال سکون بودند. آستانه حرکت رسوب یک فرایند مهم محسوب می­ شود زیرا تفاوت بین پایایی و تحرک بستر را نشان می­دهد. بسیاری از محققین از فرم صریح رابطه شیلدز استفاده نموده ­اند (Hager & Oliveto, 2002)، (Rao & Sreenivasulu, 2006). در اینجا از رابطه (۶۲-۴) که توسط راو در سال ۲۰۰۶ ارائه شده است، برای محاسبه تنش برشی بحرانی استفاده شده است:
(‏۴‑۶۲)
که رینالدز برشی بوده و به صورت محاسبه می­ شود و سرعت برشی نام دارد. انتقال کل بار رسوبی کف زمانی روی می­دهد که ذرات بستر دارای مومنتم کافی باشند به طوری که تنش برشی بستر از تنش برشی بحرانی بیشتر شود (Owen, 1964).
شکل (۴-۲۰) تنش برشی محاسبه شده بستر و تنش برشی بحرانی را برای همه مشاهدات نشان می­دهد. به روشنی ملاحظه می­ شود که برای همه داده ­های مورد نظر در تحلیل حاضر تنش برشی کف از تنش برشی بحرانی بیشتر است.

شکل ‏۴‑۲۰: مقادیر برآورد شده تنش برشی بستر و تنش برشی بحرانی
تحلیل ابعادی
در تحلیل حاضر معادله (۴-۶۳) کمیت­های مستقل و وابسته یا، بر طبق مدل­سازی رگرسیون بردار پشتیبان و الگوریتم اجتماع ذرات، بردارهای ورودی و خروجی را نشان می­دهد.
(‏۴‑۶۳)
در علم مکانیک سیالات اغلب پدیده ­ها به متغیرهای زیادی وابسته­اند و تجزیه و تحلیل آنها با بهره گرفتن از نمونه اصلی و این تعداد متغیرها ،کار پرهزینه و وقت­گیری است. این مشکل با بهره گرفتن از تحلیل ابعادی حل شده است بدین ترتیب که به جای استفاده از تک­تک متغیرها ،اعداد بدون بعد مربوط را بدست آورده و از آنها استفاده می­کنیم. تحلیل ابعادی به کمک نوعی فشرده کردن، به رفع پیچیدگی و کاستن از تعداد متغیرهای تجربی موثر روی یک پدیده معین فیزیکی منجر میشود. اگر پدیده­ای به n متغیر با بعد بستگی داشته باشد، تحلیل ابعادی تعداد متغیرها را به k متغیر بی­بعد کاهش می­دهد، که این کاهش به پیچیدگی مسئله بستگی دارد. از مهم­ترین نظریه­ های تحلیل ابعادی، نظریه پای باکینگهام است. این قضیه را برای اولین بار پای باکینگهام در سال ۱۹۱۴ پیشنهاد کرد. نام پای از نماد ریاضی π به معنای حاصل­ضرب متغیرها گرفته شده است. گروه‌های بی­بعد یافته شده توسط این روش، حاصل­ضرب­هایی توانی هستند. در این روش میتوان πها را بدون اجبار به تعریف جداگانه آنها، سلسله­وار پیدا کرد.
این قضیه شامل دو بخش است :
بخش اول بیانگر کاهش مورد انتظار در تعداد متغیرهاست:
اگر یک تحول فیزیکی اصل همگنی ابعادی را برآورده کند و شامل n متغیر ابعادی باشد، می­توان آن را به یک رابطه بین تنهاr یا π متغیر بی­بعد کاهش داد. کاهش p=n-r، معادل حداکثر تعداد متغیرهایی است که بین خود π تشکیل نمی­دهند و همیشه کمتر یا مساوی تعداد ابعاد بیان­کننده متغیرها خواهد بود.
بخش دوم قضیه، چگونگی یافتن همزمان πها را نشان می­دهد:
کاهش میزان p را بیابید، آنگاه p متغیر را بگونه­ای انتخاب کنید که π حاصل از آنها بین خودشان یکسان نباشد. در هر گروه π دلخواه، باید حاصل­ضرب توانی این p متغیر بعلاوه یک متغیر اضافی با هر توان مناسب غیر صفر باشد. بنابراین، هر گروه π یافت شده مستقل خواهد بود.
به منظور شبیه­سازی غلظت رسوبات در آبراهه­ ها توسط متغیرهای نام برده در رابطه (۴-۶۳) پیش از آن، بر روی متغیرهای وابسته و مستقل تحلیل ابعادی انجام گرفته است. چهار بعد اصلی مورد استفاده در این تحقیق عبارت است از؛ جرم (M)، طول (L) و زمان (T) و با توجه به رابطه (۴-۶۳) تعداد کل متغیرهای مسأله برابر با ۱۱ است. بالنتیجه، می­توان ۸ متغیر بدون بعد ساخت. متغیرهای بدون بعد به دست آمده را می­توان در رابطه (۴-۶۴) مشاهده کرد.
(‏۴‑۶۴)
که غلظت وزنی رسوبات بستر، عدد بدون بعد فرود، شیب انرژی، زبری نسبی کف، نسبت طول به عرض، عدد بدون بعد رینالدز و هم­ارز پارامتر بدون بعد شیلدز می­باشد. یا غلظت رسوبات به عنوان خروجی از برنامه گرفته می­ شود و مابقی غیر از (SG-1)، به عنوان ورودی به برنامه داده می­شوند. زیرا مقدار (SG-1) تقریباً برای کلیه داده ­ها ثابت بوده و تأثیری بر روی مدل ندارد. لذا از وارد نمودن آن در مدل خودداری می­ شود. جزئیات مربوط به متوسط مقادیر ورودی­ ها و خروجی­ها و انحراف معیار آنها را می­توان در جدول ذیل جست­و­جو نمود:
جدول ‏۴‑۴: میانگین و انحراف معیار پارامترهای ورودی

متغیرها

۶۵۴/۲

۴۶۷۹۴۱

۷۸/۶۵

۰۰۱۳۱/۰

۰۰۱۷۷/۰

۲۸۵/۰

۶/۲۵۸۰

میانگین

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...