بررسی تحلیلی نظریه های سرعت طولی در راستای عمقی جریان

محاسبه سرعت طولی در راستای قایم و استخراج نظریه های کاربردی برای آن در طول سالیان در بین مهندسان هیدرولیک رواج داشته است. در بسیاری از تحقیقات پیشین، محققان با تقسیم عمق جریان به چندین قسمت مجزا از کف کانال تا سطح آب اقدام به استخراج روابط کاربردی برای هر قسمت نموده اند. به جز زیرلایه لزج که همگی بر پروفیل خطی سرعت در آن اتفاق نظر دارند، مابقی عمق جریان معمولا با قانون لگاریتمی شبیه سازی می گردد که دقت تخمین سرعت توسط این قانون با فاصله گرفتن از کف کانال کمتر می شود. همچنین قانون لگاریتمی قابلیت شبیه سازی نقطه سرعت بیشینه که در عمقی پایین تر از سطح آب رخ می دهد را نیز ندارد. دراین تحقیق با جمع آوری دوازده سری داده آزمایشگاهی که توسط محققان پیشین و در شرایط آزمایشگاهی مختلف برداشت شده است و همچنین با به کارگیری سه نظریه لگاریتمی، خیزآب و خیزآب اصلاح شده اقدام به شبیه سازی پروفیل های سرعت طولی در راستای قایم گردید. در نهایت مشاهده شد که پروفیل سرعت استخراج شده توسط قانون خیزآب اصلاح شده تطابق بهتری با داده های آزمایشگاهی دارد و قادر به پیش بینی نقطه سرعت بیشینه در عمقی پایین تر از سطح آب است. برای حل معادله مربوط به این نظریه پارامتر های ون کارمن، ضریب قدرت خیزآب و سرعت برشی مجهول فرض گردید و سپس با استفاده از روش بهینه سازی غیرخطی کمترین مربعات اقدام به استخراج مقادیر مربوطه گردید.