بررسي تحليلي نظريه‌هاي سرعت طولي در راستاي عمقي جريان

محاسبه سرعت طولي در راستاي قائم و استخراج نظريه‌هاي كاربردي براي آن در طول ساليان در بين مهندسان هيدروليك رواج داشته‌ است. در بسياري از تحقيقات پيشين، محققان با تقسيم عمق جريان به چندين قسمت مجزا از كف كانال تا سطح آب اقدام به استخراج روابط كاربردي براي هر قسمت نموده‌اند. به جز زيرلايه لزج كه همگي بر پروفيل خطي سرعت در آن اتفاق نظر دارند، مابقي عمق جريان معمولاً با قانون لگاريتمي شبيه‌سازي مي‌گردد كه دقت تخمين سرعت توسط اين قانون با فاصله گرفتن از كف كانال كمتر مي‌شود. همچنين قانون لگاريتمي قابليت شبيه‌سازي نقطه سرعت بيشينه كه در عمقي پائين‌تر از سطح آب رخ مي‌دهد را نيز ندارد. دراين تحقيق با جمع‌آوري دوازده سري داده آزمايشگاهي كه توسط محققان پيشين و در شرايط آزمايشگاهي مختلف برداشت شده است و همچنين با به كارگيري سه نظريه لگاريتمي، خيزآب و خيزآب اصلاح شده اقدام به شبيه‌سازي پروفيل‌هاي سرعت طولي در راستاي قائم گرديد. در نهايت مشاهده شد كه پروفيل سرعت استخراج شده توسط قانون خيزآب اصلاح شده تطابق بهتري با داده‌هاي آزمايشگاهي دارد و قادر به پيش‌بيني نقطه سرعت بيشينه در عمقي پائين‌تر از سطح آب است. براي حل معادله مربوط به اين نظريه پارامتر‌هاي ون كارمن، ضريب قدرت خيزآب و سرعت برشي مجهول فرض گرديد و سپس با استفاده از روش بهينه‌سازي غيرخطي كمترين مربعات اقدام به استخراج مقادير مربوطه گرديد.