چکيده

تحلیل جریان غیرماندگار با استفاده از معادلات سنت ونانت انجام می‌شود. محاسبه شیب خط انرژی (S_f) از اهمیت بالایی در تحلیل جریان غیرماندگار برخوردار است. از آنجاییکه در محیط متخلخل درشت‌دانه، S_f برابر با گرادیان هیدرولیکی (i) است، محاسبه i اهمیت بالایی دارد. در پژوهش حاضر، با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی ثبت شده در سیلندری فولادی به قطر 16 سانتی‌متر و طول 70 سانتی‌متر که 40 سانتی‌متر آن از سنگریز با سه دانه‌بندی ریز، متوسط و درشت پر شده، به بررسی جریان غیرماندگار در محیط متخلخل تحت فشار پرداخته ‌شده‌است. جهت بهینه‌یابی ضرایب رابطه دوجمله‌ای فورشهایمر که در جریان ماندگار (a, b) و رابطه سه‌جمله‌ای که در جریان غیرماندگار کاربرد دارند (a, b, c) از الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات (PSO) استفاده شده‌است. نتایج پژوهش حاضر بیانگر آن است که، مقادیر مربوط به میانگین خطای نسبی (MRE) در حالت استفاده از رابطه سه‌جمله‌ای نسبت به رابطه دوجمله‌ای جهت محاسبه گرادیان هیدرولیکی جریان غیرماندگار، در مصالح ریزدانه 5/14، در مصالح با اندازه متوسط 7/14 و در مصالح درشت‌دانه 2/12 درصد بهبود یافته ‌است. مقدار جمله‌ی سوم رابطه سه‌جمله‌ای نسبت به گرادیان هیدرولیکی ((cdv/dt)/i) در مصالح ریزدانه 23/7، در مصالح با اندازه متوسط 79/14 و در مصالح درشت‌دانه 01/17 درصد به‌دست آمده ‌است. به‌عبارت دیگر، از آنجاییکه با افزایش قطر مصالح، کارایی رابطه غیر خطی (غیر دارسی) نسبت به رابطه خطی (دارسی) افزایش می‌یابد، جمله سوم رابطه‌ سه‌جمله‌ای نیز تاثیر بیشتری در محاسبات گرادیان هیدرولیکی دارد.