مسایل تراوش 35 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 34

مقدمه

1-روش های حل مسایل تراوش

روشهای مختلف حل مسائل مربوط به آنالیز تراوش کف و دیواره کانال خاکی را می توان در سه دسته به صورت زیر طبقه بندی کرد.

الف-روش های تحلیلی

ب-روش های شبیه سازی الکتریکی

ج-روش های عددی

1-1-روش های تحلیلی

روش های حل تحلیلی برای اولین بار در سال 1906 توسط THEM جهت مطالعه جریانهای زیرزمینی در یک محیط همسان در حالت جریان ماندگار مورد استفاده قرار گرفت. این مطالعه اندازه گیری ضریب قابلیت نفوذ در سفره های آب زیرزمینی را از طریق آزمایشات پمپاژ میسر می ساخت. لازم به ذکر است که اصول کلی تراوش از کانالهای خاکی نیز از تئوری جریانهای زیرزمینی تبعیت می کند.

در سال 1931 ریچاردز از ترکیب قانون دارسی و معادله پیوستگی جریان، معادله حاکم بر هیدرودینامیک محیط های متخلخل را ارائه نمود.

در سال 1935 تایس THEIS جریان غیر ماندگار ناشی از پمپاژ در یک سفره تحت فشار با محیط یکنواخت و همسان با استفاده از روش حل تحلیلی معادلاتی را بدست آورد که از طریق آنها ضرایب هیدرودینامیک شامل ضریب قابلیت انتقال و ضریب ذخیره یک سفره آب زیرزمینی تحت فشار با انجام آزمایشات پمپاژ مشخص کرد.

از روشهای حل تحلیلی در بررسی جریانهای غیر ماندگار محیط های ناهمسان با تراوش های متغیر در زمان و مکان نمی توان استفاده کرد. در این حالت روشهای شبیه سازی الکتریکی و روشهای عددی یا مدلهای ریاضی با در نظر گرفتن شرایط اولیه و مرزی مناسب قابل استفاده خواهد بود.

2-1-روشهای شبیه سازی الکتریکی

اساس مدلهای شبیه سازی الکتریکی بر یکسان بودن معادلات حاکم بر قوانین بیان کننده جریان آب کف و دیواره کانالهای خاکی با معادله های جریان الکتریسیته در اجسام هادی استوار است. با استفاده از این تشابه می توان جریان مربوط به تراوشات از یک کانال خاکی را با در نظر گرفتن یک شبکه مقاومتها و خازنها، نظیر و متناسب با معادلات جریان مثل معادله لاپاس مورد بررسی قرار داد.

از طریق اندازه گیری پتانسیل الکتریکی در نقاط مختلف شبکه و در نظر گرفتن وجه تشابه بین معادلات جریان آب و جریان الکتریسیته، توزیع پتانسیل آبی را در یک کانال خاکی می توان شبیه سازی کرد.

روش شبیه سازی الکتریکی نخستین بار در سال 1942 توسط BAKER , PASCHKIS جهت حل مسائل هدایت حرارت بکار گرفته شد و سپس در بررسی مسائل مخازن نفت BRUCE)- 1942) امکان پذیر شد.

بررسی های زیادی در مورد مدل های شبیه سازی الکتریکی تاکنون صورت گرفته بطوری که این روش قادر است مسائل پیچیده مربوط به جریانهای زیرزمینی از جمله تراوشات از کانال خاکی را تحلیل نماید.

3-1-روشهای عددی

این روش ها در سالهای اخیر با توسعه و پیشرفت در ساختمان ماشین های محاسباتی الکتریکی (کامپیوتر)، با ظرفیت حافظه و سرعت عمل زیاد، همراه با پیشرفت تحلیل عددی و ریاضیات کاربردی مهندسی از اهمیت بیشتری برخوردار شده است.

عملیات محاسباتی مربوط به روش های حل عددی حجیم بوده و بکار گرفتن آنها در مسایلی نظیر تراوش از کانالهای خاکی نیاز مبرم به کامپیوتر داشته و بدون استفاده از ماشین های محاسباتی الکترونیکی امکان استفاده از روش های حل عددی ممکن نیست.

بخاطر دقت خوب مدلهای ریاضی، دامنه استفاده از این مدل ها روز به روز وسیع تر می شود. در سال 1956 این روش توسط STALIMAN در بررسی آبهای زیرزمینی مورد استفاده قرار گرفت.

روشهای عددی شامل روشهای تفاضلهای محدود، المانهای محدود و مرزی است. استفاده از روشهای تفاضلهای محدود برای جریان در محیط های غیر همسان و غیر یکنواخت توسط REMCON در سال 1956، FREEZE (1966) و WITHERSPOON در سال 1967 صورت گرفت.

کاربرد روش اجزا محدود (المانهای محدود) بیشتر در مورد مسائل مربوط به ژنوتکنیک و سازه توسعه یافته است بطوری که در این زمینه می توان به مطالعات تحقیقاتی ZIENKIWICZ و CHEUNG(1965)، BROWN , TAYLOR (1967) و WITHERSPOON (1975) اشاره کرد.

یک روش عددی جدید بنام برنامه ریزی پویا برای حل مسائل جریانهای زیرزمینی اخیراً بکار برده شد. این روش ابتدا برای حل مسائل بهینه سازی در محاسبات اقتصادی توسط R.BELIMAN (1949) مورد استفاده قرار گرفت و بعداً توسط E.D.ANGEL (1968) از این روش برای حل عددی معادله مشتقات جزئی خطی استفاده شد.

همچنین روش اخیر توسط M.MIRABZADEH برای حل معادله جریان در محیط های متخلخل بکار برده شد. نامبرده اخیراً روش مذکور را در مدلهای ریاضی دو بعدی (1972) و سه بعدی (1974) سفره های آب زیرزمینی، مدل ریاضی بهینه سازی بهره برداری از ذخایر آب زیرزمینی (1981)، بررسی جریانهای مستوی با سطح آزاد (جریان از سدهای خاکی 1982) و بالاخره در مدل