مدل سازی و تحلیل عددی جریان تحت شرایط آبیاری جویچه ای

به منظور شبیه سازی توام جریانات کم عمق روی سطح خاک و نفوذ به درون آن، معادلات سنت- ونانت بسط داده شد. با توجه به عدم وجود راه حل تحلیلی جهت حل این نوع معادلات، از این رو محققین جهت حل این مسایل روش های عددی را پیشنهاد می کنند. در تحقیق حاضر از بین مدل های هیدرولیکی آبیاری سطحی مدل هیدرودینامیک کامل به دلیل شبیه سازی دقیق جریان و از بین روش های عددی دو الگوی عددی شامل خطوط مشخصه (HD-CH) و صریح لکس انتشاری (HD-LAX) برای گسسته سازی معادلات حاکم بر آبیاری سطحی استفاده و در ادامه برنامه ای کامپیوتری به کمک زبان برنامه نویسی متلب تهیه شد. جهت ارزیابی روش های عددی از چهار سری داده های جویچه ای استفاده شد، که این داده ها از طریق آزمایش در مزرعه مورد اندازه گیری قرار گرفت. هم چنین روش پیشنهادی در شرایط یکسان با مدل هیدرودینامیک نرم افزارهای SIRMOD و SRFR مورد مقایسه و اعتبار سنجی قرار گرفت. یافته ها نشان داد که هر دو الگوی عددی در شرایط جویچه ای با دقت مناسبی فرآیندهای مختلف جریان را شبیه سازی می کنند. با این حال نتایج شاخص های ارزیابی نشان می دهد مدل HD-LAXبه واسطه روش حل دارای دقت مرتبه دوم است، و با متوسط ضریب تبیین، آماره ی خطا و کارایی مدل (834/0، 36/1، 91/0و 815/0، 43/1، 88/0) به ترتیب برای مرحله پیشروی و پسروی و خطای نسبی (44/7- و 8/19) درصد در برآورد حجم آب نفوذ یافته و رواناب، هم چنین زمان محاسباتی کم تر جهت شبیه سازی فرآیندهای مختلف جریان جویچه ای از دقت بالاتری نسبت به روش HD-CH برخوردار است. نتایج بررسی محاسباتی توسط روش پیشنهادی HD-LAX در مقایسه با روش های HD-SIRMOD و HD-SRFR نشان داد که در مرحله پیشروی روش پیشنهادی و مدل HD-SIRMOD اختلاف معنی داری ندارند در حالی که مدل HD-SRFR در سطح یک درصد با مقادیر مشاهده ای دارای اختلاف می باشد.