بررسی آزمایشگاهی و عددی جریان در محیط‌های متخلخل دانه درشت

با توجه به اینکه افزایش سرعت در حفرات یک محیط متخلخل، آشفتگی جریان را افزایش می دهد، استفاده از رابطه دارسی و روابطی که از فرض های جریان لایه ای استفاده می کنند، از ضریب اطمینان خوبی برخوردار نیست. بنابراین نیاز به روابطی است که با در نظر گرفتن آشفتگی جریان، گرادیان هیدرولیکی را با توجه به سرعت جریان و مشخصات مکانیکی خاک، برآورد کند. از جمله روش هایی که از مقبولیت زیادی برخوردار است می توان به رابطه دوجمله ای فورش هایمر اشاره کرد. در این مطالعه با انجام آزمایشاتی روی جریان در محیط های متخلخل برای هفت خاک با دانه بندی مختلف، مقادیر آزمایشگاهی سرعت جریان و گرادیان هیدرولیکی اندازه گیری شد سپس روابط مختلفی با استفاده از الگوریتم های ازدحام ذرات و ژنتیک به منظور اصلاح ضرایب رابطه فورش هایمر ارایه شد. الگوریتم ژنتیک مبنی بر رفتار حرکت جامعه پرندگان و ماهی ها به دنبال شکار تعریف می شود. به منظور محاسبه ضرایب رابطه فورش هایمر، ابتدا با استفاده از آنالیز ابعادی عوامل موثر در برآورد این ضرایب تعیین شد و سپس با استفاده از پارامترهای بی بعد، رابطه‌ای جهت پیش‌بینی ضرایب اول و دوم رابطه فورش هایمر بر حسب خصوصیات مکانیکی محیط های متخلخل دانه درشت ارایه شد. نتایج نشان داد در پیش‌بینی ضرایب فورش هایمر روش الگوریتم ژنتیک نسبت به الگوریتم ازدحام ذرات از دقت بیش تری برخوردار است. همچنین با توجه به این که رابطه فورش هایمر با دو روش متفاوت حل شده و هر دو روش به جواب های بسیار نزدیک به هم رسیده‌اند، بیانگر دقت حل روش های ارایه شده در این تحقیق می‌باشد.

Experimental and Numerical Investigation Flow in Porous Media by CoarseGrained

Considering that increasing speed in the pores of a porous milieu, turbulent flow increases, Darcy equation and equations that using the laminar flow assumptions, has no confidence coefficient. Therefore need to equations that consider turbulent flow, estimate hydraulic gradient according to the flow velocity and mechanical properties of the soil. Such methods that have great plausibility cab be noted the binomial Forchheimer equation. In this study conducted experiments on flow in porous zone for soil with seven different gradations, laboratory values were ​​measured and by using different methods calculated coefficients Forchheimer. The method used in this experiment consisted of the algorithm genetic and particles swarm algorithm. In order to calculate the equation coefficients Forchheimer, at the first by using the dimensional analysis factors in estimating the coefficients determined and then by using the dimensionless parameters, estimated coefficients of the screw. The obtained results indicate the superiority of the proposed genetic algorithm compared with particles swarm algorithm.