دانشکده - دانشکده فنی و مهندسی

دانشکده - دانشکده فنی و مهندسی

پایان‌نامه‌های کارشناسی‌ارشد

مطالعۀ آزمایشگاهی تاثیر عرض تکیه گاه های پل بر الگوی جریان در کانال مرکب با سیلاب دشت های شیب دار
رقیه جلیلی نوری 1401
چکیده:‏ پل ها از جمله مهمترین و پرکاربردترین سازه های رودخانه ای هستند و به عنوان کلید راه های ارتباطی به ‏شمار می روند، لذا طراحی اصولی و دقیق این سازه از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از علل اصلی خرابی بسیاری ‏از پل ها قبل از پایان عمرشان، عدم توجه به معیارهای هیدرولیکی در طراحی، اجرا و نگهداری از آن هاست. وجود ‏پایه و تکیه گاه های جانبی پل در عرض رودخانه باعث کاهش عرض عبوری جریان و انحراف خطوط جریان می شوند. ‏الگوی جریان در رودخانه ها و در اطراف پایه و تکیه گاه پل بسیار پیچیده است. به طور کلی محاسبه و احداث ‏پایه ها و تکیه گاه های پل از مهمترین و حساس ترین مراحل یک پروژۀ پل سازی می باشند. از مهمترین مواردی که ‏در این رابطه می توان به آن اشاره نمود، اطلاعات مربوط به توزیع سرعت و الگوی جریان اطراف پایه و تکیه گاه ها ‏است. با توجه به این که تاکنون کمتر تحقیقی دربارۀ تاثیر تکیه گاه بر روی الگوی جریان اطراف آن به ویژه در ‏کانال های مرکب و علی الخصوص کانال مرکب با سیلاب دشت شیب دار و مقایسۀ عرض تکیه گاه ها صورت گرفته ‏است، به نظر می رسد این تحقیق می تواند در این زمینه مثمر ثمر باشد. در تحقیق حاضر، الگوی جریان اطراف ‏تکیه گاه های پل در کانال مرکب با سیلاب دشت های شیب دار به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. ‏آزمایش ها با دبی ثابت 200 متر مکعب بر ساعت یا 56/55 لیتر بر ثانیه انجام شده است. اندازه گیری ها با وجود ‏چهار تکیه گاه با عرض های 5، 10، 15 و 20 سانتی متر و طول یکسان 13 سانتی متر، از فاصلۀ 5/0 متری بالادست ‏هر تکیه گاه تا حدود 9/0 متری پایین دست آن و در فواصل طولی، عرضی و عمقی مختلف انجام شده است. با ‏استفاده از نتایج برداشت شده، الگوی جریان و سرعت در جهت جریان در پلان افقی، مقاطع عرضی و مقاطع طولی، ‏توزیع عرضی سرعت متوسط در عمق، طول و عرض گردابه ها، مقدار گردابه حول محور طولی و محور ارتفاعی، ‏پایین افتادگی سطح آب در مقاطع طولی مختلف و تغییرات عمقی مولفه های سرعت طولی، عرضی و قائم بررسی ‏شده اند. با توجه به نتایج، خطوط جریان در نزدیکی تکیه گاه به یکدیگر نزدیکتر شده و به سمت وسط کانال منحرف ‏می شوند و با افزایش عرض تکیه گاه تجمع خطوط جریان نیز بیشتر می شود. همچنین به دلیل قرار گرفتن ‏تکیه گاه ها در مسیر جریان، در سیلاب دشت بالادست و پایین دست تکیه گاه ها،
خلاصه پایان نامه
شبیه سازی میدان جریان در کانال مرکب با سیلاب دشت شیبدار با حضور تکیه گاه پل با ابعاد واشکال مختلف
مهران حشمتیان 1401
پیشبینی میدان جریان رودخانه مخصوصا در مواقع سیالبی در هنگام تشکیل کانال مرکب بسیار مهم است. در این تحقیق، به شبیه سازی میدان جریان در کانال مرکب با سیلابدشت شیبدار با حضور تکیه گاه پل با ابعاد مختلف مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از نرم افزار محاسباتی 3D-FLOW و مدلهای آشفتگی گروههای دوباره نرمال شده )RNG ،)شبیه سازی گردابه بزرگ ) LES ،) دو معادله ای ω-k و دو معادله ای ε-k استفاده شده است نتایج شبیه سازی شده تکیه گاه 01 با مدل آزمایشگاهی مقایسه گردید ،و همچنین دو شبکه بندی در ابعاد 120/1و 100/1 استفاده شده است با این کار تعداد سلول محاسباتی را از000111 به062191 کاهش پیدا کرد. نتایج حاصله حاکی از آن است که، مدل ω-k با در صد خطای جذر میانگین مربعات 010/1 % بهترین تطبیق و مدل شبیه سازی گردابهای بزرگ ضعیفترین تطبیق با مدل آزمایشگاهی دارد. و به طورکلی میتوان بیان کرد که نرم افزار 3D Flow توانایی خوبی در شبیه سازی کانال مرکب با سیلابدشت شیبدار با حضور تکیه گاهها را دارد.
خلاصه پایان نامه
بررسی آزمایشگاهی اندازه و موقعیت بلوک های میانی با کف، بلوک و آستانه ی انتهایی متخلخل در حوضچه ی ‏آرامش ‏Ⅲ‏ ‏USBR
محدثه شریفی جبلی 1400
مطالعه پدیده ی پرش هیدرولیکی در مدیریت و اجرای سازه های آبی نظیر سرریزها از اهمیت زیادی ‏برخوردار می باشد، زیرا انرژی جنبشی زیاد آب می تواند موجب خساراتی از جمله فرسایش سازه های هیدرولیکی و ‏در نهایت انهدام و خرابی آن ها گردد. بنابراین مهار پرش هیدرولیکی و استهلاک انرژی نیازمند تاسیسات خاص ‏نظیر حوضچه های آرامش می باشد. حوضچه های آرامش توری سنگی دارای مزایای با اهمیتی از جمله سهولت در ‏اجرا و تعمیر، مقرون به صرفه بودن و فاقد پدیده خوردگی ناشی از کاویتاسیون می باشند. لذا در این تحقیق تلاش ‏گردیده در حوضچه ی آرامش توری سنگی، اثر ابعاد و اندازه های متفاوت بلوک های میانی و آستانه ی انتهایی و محل ‏قرارگیری آن ها با درصد تخلخل های متفاوت براساس مبانی حوضچه ی آرامش ‏Ⅲ‏ ‏USBR‏ به صورت آزمایشگاهی مورد ‏بررسی قرار گیرد. آزمایش ها در فلوم افقی مستطیلی به عرض و ارتفاع 60 سانتی متر و طول 15 متر، در محدوده ‏سه عدد فرود 8/3، 5/4 و 1/5 انجام شدند. همچنین آزمایش ها با دو حوضچه ی آرامش توری سنگی با تخلخل های ‏‏30% و 45% و پرش در فواصل صفر و 5 سانتی متر از دریچه صورت گرفتند. نتایج آزمایش ها نشان داد عمق های ‏مزدوج پرش هیدرولیکی در حالت کاهش 15% ابعاد ملحقات و فاصله ی بین بلوک ها و 10% فاصله ی ملحقات از ‏دریچه با تخلخل 45%، نسبت به حوضچه ی آرامش ‏Ⅲ‏ ‏USBR، حداکثر به ترتیب 22%، 24% و 20% کاهش می یابد و ‏در حالت افزایش آن ها حداکثر به ترتیب 15%، 13% و 16% کاهش پیدا می کند. همچنین طول نسبی پرش ‏هیدرولیکی در حالت کاهش 15% ابعاد ملحقات و فاصله ی بین بلوک ها و 10% فاصله ی ملحقات از دریچه با تخلخل ‏‏45%، نسبت به حوضچه ی آرامش ‏Ⅲ‏ ‏USBR، حداکثر به ترتیب 10%، 12% و 8% کاهش می یابد اما در حالت افزایش ‏آن ها به مقدار بسیار ناچیزی کاهش پیدا می کند. اتلاف انرژی نسبی نیز در حالت کاهش 15% ابعاد ملحقات و ‏فاصله ی بین بلوک ها و 10% فاصله ی ملحقات از دریچه با تخلخل 45%، نسبت به حوضچه ی آرامش ‏Ⅲ‏ ‏USBR، ‏حداکثر به ترتیب 33%، 36% و 32% افزایش می یابد و در حالت افزایش آن ها حداکثر به ترتیب 21%، 20% و 23% ‏پیدا می کند. همچنین پارامتر کاهش عمق نسبی با کاهش ابعاد ملحقات، کاهش فاصله ی بین بلوک ها و کاهش ‏فاصله ی ملحقات از دریچه روند کاهشی را طی می کند. از دیگر نتایج این تحقیق نشان می دهد که تغییر در فاصله ی ‏ب
خلاصه پایان نامه
بررسی اثر تغییر اقلیم در تعیین سناریوهای تخصیص آب در حوضه آبریز سد ‏اکباتان با مدل ‏WEAP‏ و تاثیر آن بر تامین آب شرب همدان
مرضیه فراهانی 1400
چکیده: ‏ در‎ ‎این‎ ‎تحقیق،‎ ‎اثر‎ ‎پدیده‎ ‎تغییر‎ ‎اقلیم‎ ‎بر‎ ‎مدیریت‎ ‎مخزن‎ ‎سد اکباتان و تاثیر آن بر تامین آب شرب همدان ‏بررسی شده‎ ‎است.تغییر اقلیم موجب می گردد که همزمان با رشد جمعیت و افزایش تقاضا، منابع آبی در دسترس، ‏کاهش پیدا کرده، بحران آب روز به روز شدت یافته و بیش تر شود. به همین جهت، شناخت منابع آب و بهره برداری ‏بهینه از منابع، در شرایط تغییر اقلیم، موجب اتخاذ تصمیم های مدیریتی صحیح جهت بهبود تامین آب می گردد. با ‏توجه به اثرات تغییر اقلیم بر متغیرهای هواشناسی و هیدرولوژیکی حوضه، برای برآورد مقادیر متغیرهای بارندگی ‏و درجه حرارت در دوره آتی از مدل گردش عمومی ‏‎(GCM)‎‏ استفاده شد و مقادیر تخمینی این متغیرها با مدل ‏‎ ‎SDSMریزمقیاس گردید. در‎ ‎این تحقیق،‎ ‎با استفاده‎ ‎از‎ ‎مدل‎ ‎‏ ‏SDSM‏ خروجی‎ ‎مدل‎ ‎تغییر‎ ‎اقلیم‎ canESM2 ‎را در‎ ‎منطقه‎ ‎مورد‎ ‎مطالعه‎ ‎به وسیله‎ ‎داده‎ ‎های مشاهداتی‎ ‎که‎ ‎دارای‎ ‎آمار‎ ‎بلندمدت‎ ‎اقلیمی می باشند،‎ ‎ریزمقیاس‎ ‎نموده‎ ‎و‎ ‎با‎ ‎در‎ ‎نظر‎ ‎گرفتن سناریوهای‎ ‎تغییر‎ ‎اقلیم‎ RCP2.6 ‎،‎ RCP4.5 ‎و‎ RCP8.5 ‎،‎ ‎برای‎ ‎دوره آینده، سال های‎ ‎‏1396-1415‏‎ ‎تغییر‎ ‎اقلیم‎ ‎منطقه،‎ ‎مورد‎ ‎ارزیابی‎ ‎قرار‎ ‎گرفته‎ ‎است. نتایج ریزمقیاس نمایی، نشان دهنده کاهش میانگین بارندگی نسبت به دوره ‏پایه بوده و در تمامی ماه ها، افزایش دما بر اساس سناریوها حاصل شد.‏ برای تخمین جریان ورودی به سد، از مدل بارش-رواناب ‏IHACRES‏ استفاده شد. مدلIHACRES ‎‏ با‎ ‎مقدار‎ ‎ضریب تعیین‎ ‎‏ 74/0 کالیبره‎ ‎و‎ ‎پس‎ ‎از‎ ‎صحت سنجی‎ ‎مدل مقدار‎ ‎رواناب‎ ‎برای‎ ‎دوره آتی، تحت‎ ‎اثر‎ ‎سناریوهای‎ ‎اقلیمی‎ ‎پیش بینی‎ ‎شد. جهت بررسی اثر تغییر اقلیم بر روی تخصیص سد اکباتان، از مدل برنامه ریزی یکپارچه منابع آب ‏WEAP‏ استفاده شد. ابتدا‎ ‎شرایط واقعی‎ ‎مصارف‎ ‎و‎ ‎منابع حوضه‎ ‎آبریز‎ ‎در‎ ‎شرایط‎ ‎موجود، سال (1395) مدل گردید. ‏مقادیر کمبود سالیانه برای تمامی بخش های مصرفی در مرز محدوده مجاز قرار گرفت. سپس با در نظر گرفتن نرخ ‏رشد جمعیت در دوره 20 ساله مدل سازی و ثابت در نظر گرفتن میزان تقاضا در سایر بخش ها و همچنین وضعیت ‏مشابه منابع تامین آب، در گذشته، سناریوی مرجع تعریف گردید. نتایج نشان داد نسبت به شرایط پایه، کمبود ‏سالانه افزایش یافته است. در گام بعدی، طی یک سناری
خلاصه پایان نامه
بررسی آزمایشگاهی اثر زبری متفاوت دیوارهای کناری و کف، بر ضریب زبری ‏معادل در کانال مرکب با سیلاب دشت های شیب دار
سیدولی باران 1399
چکیده: ‏ هدف اصلی کار تحقیقاتی حاضر، بررسی تاثیر زبری مختلف کانال اصلی و سیلاب دشت در مکانیسم ‏جریان و زبری معادل کانال مرکب است. به همین دلیل موارد زبری مختلف کانال اصلی و سیلاب دشت ها با عمق ‏نسبی مختلف جریان بررسی شده اند. توزیع سرعت در جهت جریان در کانال اصلی و سیلاب دشت ها، سرعت متوسط ‏در جهت جریان در مقطع کلی کانال مرکب، جریان ثانویه، تنش و نیروی برشی مرزی، زبری معادل، و در پایان این ‏تحقیق ظرفیت انتقال کانال اصلی و سیلاب دشت ها و همچنین ظرفیت انتقال کل کانال مرکب براساس موارد ‏مختلف زبری تعیین شده هستند. برای تعیین زبری معادل و ظرفیت انتقال کانال مرکب، از روش های اصلاح شده ‏لوتر1، هورتن2 و پاولسکی3 استفاده شده، تا بدانیم کدام یک از روش های مورد استفاده برای کانال مرکب که ‏دارای سیلاب دشت های شیب دار جانبی است، بهتر است. نتایج آزمایشات نشان می دهد که حداکثر سرعت در جهت ‏جریان در نزدیکی مرکز کانال اصلی بوجود می آید و سپس دوباره در خط میانی کانال اصلی کاهش می یابد. به دلیل ‏افزایش عمق نسبی جریان، افزایش سرعت جریان در سیلاب دشت ها از کانال اصلی بیشتر است. زبری دیواره ‏سیلاب دشت ها نقش مهمی در جریان کانال مرکب ندارد. همچنین ظرفیت انتقال سیلاب دشت ها با افزایش زبری ‏بستر کانال اصلی افزایش می یابد. ظرفیت انتقال کلی کانال مرکب با افزایش اندازه ذرات مواد زبری سطح کاهش ‏می یابد. و همچنین زبری معادل کانال مرکب با افزایش اندازه ذرات مواد زبری سطح افزایش می یابد. زبری بستر ‏کانال اصلی و سیلاب دشت ها و همچنین زبری دیواره کانال اصلی در کاهش ظرفیت انتقال کانال مرکب نقش مهمی ‏دارند. همچنین نتایج نشان می دهد که روش اصلاح شده لوتر برای تعیین ضریب زبری معادل کانال مرکب بسیار ‏مناسب است.‏
خلاصه پایان نامه
مطالعه آزمایشگاهی موقعیت و درصد بازشدگی آبشکن نفوذپذیر بر تغییرات ‏توپوگرافی بستر در اطراف آبشکن نفوذناپذیر در ترکیب دوتایی آبشکن نفوذپذیر ‏و نفوذناپذیر
نگین فرضی 1399
چکیده: ‏ آب شکن ها سازه هایی هستند که عمدتاً برای حفاظت از ساحل رودخانه استفاده می شوند. مساله ‏آب شستگی پیرامون آب شکن ها یکی از پارامترهای مهم در طراحی آن ها می باشد. وجود آب شکن در مسیر جریان ‏سیلاب، باعث تغییر الگوی جریان و هدایت جریان به سمت محور رودخانه می شود. این تغییر الگو و تنگ شدگی ‏محور رودخانه باعث افزایش سرعت در محل آب شکن شده و منجر به ایجاد آب شستگی و حرکت رسوبات بستر ‏می شود و پایداری سازه را به مخاطره می اندازد. طراحی صحیح آب شکن محافظ می تواند حداکثر عمق آب شستگی ‏اطراف آب شکن ها را به طور قابل توجهی کاهش دهد. مرور تحقیقات گذشته بیان گر کمبود مطالعه در زمینه تاثیر ‏فاصله آب شکن های محافظ از آب شکن نفوذناپذیر بر بهبود شرایط فرسایش و رسوب گذاری می باشد. لذا در این ‏تحقیق، به منظور کاهش میزان آب شستگی پیرامون آب شکن نفوذناپذیر، تاثیر سازه آب شکن محافظ با درصد ‏نفوذپذیری های متفاوت و فواصل مختلف قرارگیری نسبت به آب شکن نفوذناپذیر به صورت آزمایشگاهی بررسی شد. ‏آزمایش ها‎ ‎در شرایط آب زلال و با آب شکن های با درصدهای نفوذپذیری صفر، 30، 50 و 70 درصد درون فلومی به ‏عرض 60 سانتی متر و طول 15 متر و عمق جریان ثابت 14 سانتی متر انجام شد. در این تحقیق از آب شکن ‏نفوذناپذیر و نفوذپذیر استفاده شد. آب شکن نفوذناپذیر در موقعیت مناسب در فلوم نصب شد. پس از آن آب شکن ‏نفوذپذیر در فواصل مختلف در جلوی آب شکن نفوذناپذیر قرار گرفت. در نهایت جریان در فلوم برقرار گردید و ‏توپوگرافی بستر در اطراف آب شکن ها با استفاده از عمق سنج نقطه ای برداشت شد. نتایج آزمایش های صورت گرفته ‏در فواصل مختلف و نفوذپذیری های متفاوت آب شکن های نفوذپذیر نشان داد که حداکثر کاهش عمق آب شستگی ‏پیرامون آب شکن نفوذناپذیر در آب شکن با نفوذپذیری 30 درصد در فاصله 24 سانتی متری از آب شکن نفوذناپذیر، ‏در آب شکن با نفوذپذیری 50 درصد در فاصله 21 سانتی متر و در آب شکن با نفوذپذیری 70 درصد در فاصله 9 ‏سانتی متر به ترتیب 76 و 50 و 8/20 درصد نسبت به حالت قرارگیری آب شکن نفوذناپذیر تک، اتفاق افتاده است. با ‏افزایش فاصله بین آب شکن ها تا فاصله بهینه، تغییراتی در الگوی فرسایش اطراف آب شکن ها به وجود خواهد آمد و ‏بعد از آن، شکل الگوی فرسایش چه از نظر عمق نقاط مختلف و چه از نظر گستردگی در راستاهای طولی و عرضی ‏تغییری
خلاصه پایان نامه
مطالعه آزمایشگاهی تاثیر شکل پایه پل بر آب شستگی اطراف آن در خاک های ‏ماسه ای رس دار با مقدار رس مختلف
پیام صادقیان 1399
چکیده: ‏ آب شستگی اطراف پایه های پل به عنوان یکی از مهم ترین و موثرترین عوامل تخریب پل ها است. در واقع ‏نوعی فرسایش در اطراف پایه ها است که در اثر جریان های پیچیده گردابی رخ داده و به صورت کلی باعث ایجاد یک ‏گودال در اطراف پایه های پل می شود. بررسی مقدار این آب شستگی برای طراحی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. ‏در خاک های ماسه ای این موضوع بسیار مورد توجه قرار گرفته و مطالعه شده است. اما در خاک های ماسه ای رس-‏دار، به دلیل حضور رس موضوع کمی پیچیده تر است؛ به ویژه که شکل پایه پل نیز بر میزان آب شستگی موثر است. ‏بنابراین مساله اصلی مورد توجه در این تحقیق، مطالعه آزمایشگاهی تاثیر شکل پایه پل همراه با درصد رس مختلف ‏بر میزان آب شستگی اطراف پایه پل است که در این زمینه قبلاً پژوهشی انجام نشده است. ‏ در این تحقیق، تاثیر شکل هندسی پایه های پل دایره ای، شش ضلعی و مستطیلی و تاثیر جنس مصالح ‏بستر بر میزان حداکثر عمق آب شستگی بررسی شده است. طبق نتایج به دست آمده در جریان آزمایش، در نهایت ‏چنین برداشت شد که شکل پایه، تاثیر شگرفی بر پدیده آب شستگی در اطراف پایه های پل خواهد گذاشت و‎ ‎هر چه ‏زوایای پایه در جهت جریان تیزتر شود باعث افزایش‎ ‎حداکثر‎ ‎عمق‎ ‎آب شستگی‎ ‎خواهد‎ ‎شد. عمق آّب شستگی به ترتیب ‏در اطراف پایه مستطیلی، شش ضلعی و دایره ای بیشتر است. پایه دایره ای و پایه شش ضلعی تاثیر تقریبا مشابهی بر ‏روی میزان حداکثر عمق آب شستگی دارند اما عملکرد پایه دایره ای به نسبت بهتر است. در واقع در پایه پل ‏دایره ای و شش ضلعی به علت جداشدگی کم تر جریان در اطراف پایه نسبت به پایه مستطیلی شکل، مقدار حداکثر ‏عمق آب شستگی به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. به طور کلی هر چه لبه های پایه تیزتر و به زاویه 90 درجه ‏نزدیک تر باشد عمق گودال آب شستگی بیشتر شده و حداکثر عمق آب شستگی به لبه بالادست نزدیک تر می باشد. ‏علت این امر را می توان افزایش قدرت گرداب های نعل اسبی در لبه های تیزتر دانست. همچنین بررسی‎ ‎دو‎ ‎نمونه‎ ‎مصالح‎ ‎در‎ ‎شرایط هیدرولیکی‎ ‎یکسان‎ ‎نشان‎ ‎داد‎ ‎که در ماسه رد شده از الک شماره هشت، حداکثر عمق آب شستگی ‏اطراف پایه، بیش تر از عمق و توسعه گودال اطراف همان پایه در ماسه مانده روی الک شماره هشت می باشد. به ‏عبارت دیگر، افزایش قطر مصالح، باعث کاهش آب شستگی می شود. در نهایت نتایج
خلاصه پایان نامه
بررسی آزمایشگاهی عملکرد حوضچه ی آرامش با کف توری سنگی با درصد تخلخل های مختلف
مهشید حیدری 1398
پرش هیدرولیکی یکی از انواع جریان های متغیر سریع است و چنان چه آب در قسمتی از مسیر جریان دارای شرایط فوق بحرانی باشد و بخواهد به شرایط زیر بحرانی تغییر رژیم دهد؛ لازم است عمق جریان در مسیر نسبتاً کوتاهی به میزان قابل توجهی افزایش یافته و در نتیجه با استهلاک انرژی محسوسی روبه رو خواهد شد. زبری بستر، عامل موثری در کاهش هزینه حوضچه های استهلاک انرژی می باشد. ابعاد این سازه ها، بستگی مستقیم به مشخصات پرش هیدرولیکی دارد. از این رو برای اقتصادی تر کردن این سازه ها، از دیرباز مطالعات گسترده ای به منظور مطالعه مشخصات پرش هیدرولیکی و چگونگی کنترل آن و یا به حداقل رساندن ابعاد آن صورت گرفته است. از جمله در سال های اخیر مشخص گردیده است که زبری ممتد حوضچه های آرامش می تواند در کاهش ابعاد موثر باشد. با چنین فرضیه ای، تحقیق حاضر صورت گرفته است تا با انجام آزمایش های آزمایشگاهی بتوان میزان و نحوه تاثیر آن را مشخص نمود. در این تحقیق، پرش هیدرولیکی بر روی بستر زبر مورد بررسی قرار گرفته و تاثیرات زبری بر روی پارامترهای پرش و افت انرژی، عمق مزدوج، طول پرش و فاصله پرش از دریچه مورد بررسی قرار گرفته است. پرش هیدرولیکی بر روی بسترهای زبر با زبری های مختلف در فلوم افقی مستطیلی با عرض 60 سانتی متر، طول 15 سانتی متر و اعداد فرود بین 5/1 تا 7 انجام شده است. آزمایش ها برای بستر صاف و سه کف متخلخل و 9 بازشدگی متفاوت دریچه انجام گردید. در نهایت مشخص شد که عمق ثانویه پرش بر روی سطوح زبر نسبت به سطوح صاف کاهش دارد و طول پرش هم در کف متخلخل نسبت به صاف کاهش پیدا می کند. در این تحقیق، آزمایش ها در چهار دسته تقسیم بندی شده اند: 1- پرش هیدرولیکی در کف صلب 2- پرش هیدرولیکی در کف متخلخل 30% 3- پرش هیدرولیکی در کف متخلخل 45% 4- پرش هیدرولیکی در کف متخلخل 60%، نتایج نشان داد که در کف صلب؛ طول پرش هیدرولیکی، عمق اولیه، عمق ثانویه، عمق مزدوج و عمق پایاب بیشترین مقادیر را دارند. بنابراین هر چقدر تخلخل افزایش یابد این پارامترها کاهش می یابند.
خلاصه پایان نامه
مطالعه آزمایشگاهی عملکرد حوضچه های آرامش با کف صلب و توری سنگی منضم به بلوک های متخلخل میانی و دندانه ی انتهایی
هدی نبوی 1398
یکی از روش های متداول ﺑﺮای اﺳﺘﻬﻼک اﻧﺮژی ﺟﻨﺒـﺸﯽ ﺟﺮﯾـﺎن در ﭘـﺎﯾﯿﻦدﺳـﺖ ﺳـﺎزهﻫـﺎی آﺑـﯽ در ﺣﻮﺿﭽﻪﻫﺎی آراﻣﺶ، ﭘﺮش ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. پرش هیدرولیکی، از نوع جریان های متغیر سریع است که عبارت است از تغییر حالت جریان از فوق بحرانی به زیربحرانی. زبری کف حوضچه عامل مهمی در کنترل، کاهش طول و عمق ثانویه و نیز افزایش افت انرژی توسط پرش هیدرولیکی می باشد. جهت کاهش ابعاد حوضچه آرامش اقداماتی مانند ساخت بلوک های بلوک های میانی، پله های مثبت و منفی و آستانه انتهایی به منظور اتلاف بیشتر انرژی جنبشی جریان در محدوده پرش هیدرولیکی و کاهش مشخصه های آن مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق تلاش گردیده است که پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش به همراه بلوک های میانی و آستانه انتهایی طبق استاندارد ابعاد حوضچه آرامش به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گیرد. با این تفاوت که در این پژوهش بلوک های میانی و آستانه انتهایی و نیز کف بستر، علاوه بر حالت صلب، در حالت توری سنگی با درصد تخلخل های مختلف نیز ساخته شده و مورد بررسی و آزمایش قرار گرفتند. این آزمایش ها به سه دسته : 1- آزمایش های بدون بلوک های میانی و بدون آستانه انتهایی 2- آزمایش های با بلوک های میانی و آستانه انتهایی 3- آزمایش های با بلوک های میانی و بدون آستانه انتهایی، تقسیم گردید.تعداد آزمایش های انجام شده جمعاً 216 آزمایش می باشد که اثر پارامترهای طول پرش، درصد تخلخل، عمق اولیه و ثانویه، عدد فرود و میزان افت انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که افزایش میزان تخلخل بلوک های میانی و آستانه انتهایی و همچنین کف بستر با عث کاهش طول پرش هیدرولیکی، عمق اولیه و عمق ثانویه می گردد. همچنین مشاهده می شود که اتلاف انرژی نسبی پرش هیدرولیکی در هر نوع کف بستر اعم از متخلخل و صلب، با افزایش درصد تخلخل بلوک و آستانه روند افزایشی را طی می کند. طول پرش هیدرولیکی، عمق اولیه و عمق ثانویه بر روی بستر با مانع نسبت به بستر بدون مانع بسیار کاهش می یابد و درنهایت مشاهد شد که اتلاف انرژی نسبی بر روی بستر با مانع نسبت به بستر بدون مانع افزایش می یابد.
خلاصه پایان نامه
شبیه سازی عددی الگوی جریان و آبشستگی در اطراف موانع توری سنگی تی شکل با تخلخلهای متفاوت بال و جان در کانال مستقیم
سعید هدایتی ارام 1398
: از جمله مسائل مهم در طراحی موانع، پدیده آبشستگی موضعی در دماغه آن است که در اثر تغییر در الگوی جریان و وجود گردابه های قوی پدیدار می شود. در سال های اخیر، اکثر تحقیقات انجام شده بر روی موانع باز و بسته استوار بوده و اغلب به صورت آزمایشگاهی انجام شده است. بنابراین در این تحقیق، آبشستگی و الگوی جریان سه بعدی در اطراف مانع توری سنگی Tشکل با استفاده از مدل عددی Flow-3D و مدل آشفتگی (k-ω) شبیه سازی شده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده است. نتایج نشان داد که مدل (k-ω)، در پیش بینی حداکثر عمق آبشستگی و الگوی جریان در اطراف مانع توری سنگی T شکل، انطباق بهتری با نتایج آزمایشگاهی دارد. به طوری که محل وقوع آبشستگی و حداکثر عمق آبشستگی به دست آمده از شبیه سازی عددی به نتایج آزمایشگاهی نزدیک می باشد. همچنین افزایش نفوذپذیری جان تاثیر به سزائی در کاهش آشفتگی جریان، جریان های گردابه ای و سرعت عرضی دارد.
خلاصه پایان نامه
مطالعه ازمایشگاهی چگونگی توزیع فشار بر روی موانع توری سنگی با درصد تخلخل های متفاوت در کانال مستقیم با بستر ثابت
مهشید گودرزی 1397
آبشکن ها دیواره های عرضی هستند که در کنار ساحل رودخانه، ساخته شده و به حفاظت دیواره ها کمک می کند. از نظر هیدرودینامیکی، تقابل بین آبشکن های متخلخل واقع در مسیر جریان و سیال اطراف آن پیچیده بوده و محاسبات نیرو بر روی آن ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق با استفاده از روش جدیدی، در ترکیب نتایج آزمایشگاهی با حل عددی، میدان سرعت جریان پیرامون آبشکن های توری سنگی با تخلخل های متفاوت ، در آزمایشگاه اندازه گیری شده و با داشتن میدان جریان، با روش عددی، معادلات میانگین زمانی ناویر- استوکس برای جریان آشفته حل می شوند، و توزیع میدان فشار پیرامون آن ها بدست می آید. سپس با استفاده از میدان فشار نیروی درگ وارد بر آبشکن ها و ضریب درگ بررسی می شود. شبکه بندی این پژوهش از نوع شبکه بندی جابه جا شده پسرو سه بعدی غیریکنواخت می باشد. نتایج نشان داد که جدایش جریان برای آبشکن ها با افزایش تخلخل کاهش می یابد. همچنین با افزایش درصد تخلخل، نیرو و ضریب درگ کاهش یافته و ضریب دراگ با درصد تخلخل آبشکن ها با تقریب مناسبی از یک ارتباط خطی تبعیت می نماید
خلاصه پایان نامه
مطالعه آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی در اطراف موانع توری سنگی تی شکل با تخلخل های متفاوت بال و جان در کانال مستقیم با بستر متحرک
آزاده رضایی 1397
یکی از روش های محافظت و تثبیت سواحل رودخانه ها استفاده از آبشکن می باشد. استفاده از آبشکن باعث انحراف جریان از کناره ها گردیده و آن را به سمت محور اصلی رودخانه هدایت کرده که این امر سبب حفاظت سواحل می گردد .در واقع آبشکن ها با اصلاح شرایط هیدرولیکی جریان، قدرت فرسایشی آب و توان حمل رسوبی را در فاصله دو آبشکن کاهش داده و زمینه رسوب گذاری و تثبیت کناره های رودخانه را فراهم می آورند. با ساخت آبشکن شرایط جدیدی در رودخانه ایجاد می شود که منجر به آبشستگی اطراف دماغه آبشکن ها می گردد .اگر عمق آبشستگی به پی آبشکن برسد، سبب واژگونی و تخریب آبشکن گردیده و خسارات فراوانی را به همراه خواهد داشت، که با اطلاع از میزان آبشستگی و الگوی جریان اطراف آبشکن ها می توان طراحی آبشکن را با دقت بیشتری انجام داد. در این تحقیق تلاش گردیده تا الگوی جریان و توپوگرافی بستر حول آبشکن های توری سنگی تی شکل به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گیرد. در این زمینه، ابتدا زمان تعادل آزمایش های آبشستگی (با انجام آزمایش های زمان تعادل) تعیین شد. تغییرات توپوگرافی بستر بر اثر تغییر درصد تخلخل در بال و جان آبشکن با انجام آزمایش هایی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش های الگوی جریان نیز با بررسی اثر تغییر درصد تخلخل بال و جان آبشکن انجام پذیرفت. با بررسی نتایج مشاهده شد که با افزایش درصد تخلخل بال و جان از مقدار ماکزیمم آبشستگی کاسته شده است. همچنین افزایش درصد تخلخل جان، دارای تاثیر بیشتری در کاهش مقدار بیشینه آبشستگی نسبت به افزایش تخلخل بال است. لازم به ذکر است با افزایش درصد تخلخل بال آبشکن از مقدار 30 به 50 درصد این نوع آبشکن به سمت آبشکن تیغه ای متمایل شده و بر مقدار آبشستگی آن افزوده می شود. با افزایش درصد تخلخل بال و جان علاوه بر کاهش مقدار بیشینه سرعت ایجاد شده در قسمت دماغه آبشکن محدوده این افزایش سرعت نیز کاهش یافته است. همچنین با افزایش درصد تخلخل جان مقدار جریان عبوری از جان آبشکن افزایش یافته و در نتیجه عمق و ابعاد حفره آبشستگی کاهش می یابد
خلاصه پایان نامه
شبیه سازی عددی توپوگرافی بستر و میدان جریان در اطراف موانع شمع های دو ردیفه متوالی و زیگزاگی و موانع توری سنگی در کانال مستقیم با بستر متحرک
عماد کهریزی 1396
فرسایش بستر و سواحل رودخانه و انتقال رسوب یکی از دلایل مهاجرت و تغییرات مورفولوژی رودخانه ای است. آبشکن ها جهت هدایت جریان در امتداد مسیر اصلی آبراهه و حفاظت سواحل در برابر فرسایش به کار می روند. احداث آبشکن ها منجر به ایجاد تغییراتی در الگوی جریان می شود که مهمترین تبعات آن پدیده آبشستگی موضعی در اطراف آبشکن است. یکیازشاخص هایمهمدرتعیینمشخصاتحفرهآبشستگی، حداکثرعمقآبشستگی است. برای فهم بهتر مکانیسم آبشستگی در اطراف این سازه های رودخانه ای، مطالعه الگوی جریان و تغییرات سرعت در اطراف آن مورد توجه است. همچنین با توجه به پیچیدگی مسائل مطرح در مهندسی رودخانه و نیاز به تحلیل سه بعدی جریان و رسوب در آن ها، استفاده از مدل های عددی برای شبیه سازی جریان و رسوب امری اجتناب ناپذیر می باشد. با توجه به آن که مدل های عددی به عنوان یک ابزار توانمند می توانند جریان های آشفته را شبیه سازی کنند، در این تحقیق با استفاده از مدل های سه بعدی SSIIM و مدل آشفتگی k-ε و مدل Flow-3D و مدل آشفتگی RNG، میزان آبشستگی و سرعت در اطراف آبشکن های مختلف بررسی شده است. با بررسی حداکثر عمق آبشستگی و سرعت های طولی، عرضی و قائم به دست آمده از شبیه سازی توسط مدل های عددی و مقایسه آن با نتایج آزمایشگاهی، توانایی این نرم افزار در شبیه سازی و تخمین محل حداکثر عمق آبشستگی و همچنین سرعت بررسی شده است. مقایسه نتایج حاصل از مدل های عددی و داده های آزمایشگاهی حاکی از توانایی مدل عددی در شبیه سازی موقعیت و میزان عمق آبشستگی در محدوده آبشکن ها می باشد. نتایج نشان داده است که هر دو مدل عددی به لحاظ کمی و کیفی به خوبی عمل کرده اند. مدل عددی SSIIM توانایی بیشتری در شبیه سازی سرعت های طولی و عرضی در اطراف آبشکن را دارد و خطای به دست آمده از نتایج آن ها کمتر از مدل عددی Flow-3D است. همچنین بررسی نتایج نشان داد که نزدیکی دماغه آبشکن، محل افزایش آنی سرعت طولی جریان می باشد و سرعت های طولی جریان در محدوده بین آبشکن ها و در نزدیکی دیواره کانال نسبتا پایین و حتی نزدیک صفر هستند. همچنین سرعت های عرضی و قائم در محل آبشکن افزایش می یابند. در نهایت مقایسه ای بین درصد خطاهای به دست آمده از هر دو مدل عددی انجام شد. نتایج نشان داد که مقادیر درصد خطا در مدل عددی SSIIM به علت تاثیر پارامترهایی از جمله اثر زبری مانینگ، سرعت س
خلاصه پایان نامه
مقایسه آزمایشگاهی تاثیر شمع های دوردیفه زیگزاگی و در امتداد هم بر الگوی جریان و توپوگرافی بستر در کانال مستقیم با بستر متحرک
سیده صدیقه پزین فوشازده 1395
یکی از روش های ساماندهی رودخانه و کنترل فرسایش سواحل، استفاده از آبشکن می باشد. آبشکن ها با تعدیل شرایط هیدرولیکی و ایجاد جریان آرام، قدرت فرسایشی آب و توان حمل مواد رسوبی را کاهش داده و زمینه مساعدی برای رسوب گذاری و تثبیت کناره ها فراهم می آوردند. در پژوهش حاضر به بررسی آزمایشگاهی آبشستگی و الگوی جریان حول آبشکن های بسته و باز (شمع کوبی) یک ردیفه و دوردیفه پرداخته شده است. هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر عدد فرود جریان، زاویه اتصال آبشکن به ساحل مجاور، میزان نفودپذیری، آرایش و فاصله ردیف ها در آبشکن های دوردیفه بر الگوی جریان حول آبشکن و ابعاد حفره آبشستگی می باشد. آزمایشات آبشستگی از طریق برداشت توپوگرافی بستر با استفاده از سیستم اندازه گیری فاصله از کف دستگاه ADV انجام شده است. آزمایشات الگوی جریان شامل اندازه گیری سرعت ها در سه جهت x، y و z و با استفاده از دستگاه سرعت سنج سه بعدی ADV در حالت بستر انعطاف پذیر انجام شده است. نتایج آزمایشات بررسی توپوگرافی بستر حاکی از آن است که افزایش عدد فرود جریان، باعث افزایش ابعاد حفره آبشستگی و پشته رسوبی می شود. مقادیر حداکثر آبشستگی در آبشکن های جاذب و دافع بسیار نزدیک به هم و با برتری اندک آبشکن دافع نسبت به جاذب همراه است. ناحیه آبشستگی در این آبشکن ها محدود به دماغه بوده و مقادیر آن نسبت به آبشکن قائم کمتر می باشد. اثر افزایش درصد بازشدگی آبشکن بر مقدار حداکثر آبشستگی حول آبشکن ها، کاهشی است. هم چنین بررسی های انجام شده نشان می دهد که در آبشکن های دوردیفه در امتداد هم، افزایش فاصله دو ردیف آبشکن منجر به کاهش مقادیر حداکثر عمق آبشستگی می شود در حالی که در آبشکن های زیگزاکی، افزایش آبشستگی را در پی دارد. نتایج آزمایشات الگوی جریان با تغییرات توپوگرافی بستر تطابق داشته و نشان می دهد که با کاهش میزان نفوذپذیری آبشکن، تاثیر این سازه بر الگوی جریان افزایش یافته و جریان های ثانویه که عامل ایجاد آبشستگی در بستر هستند، شدت می یابند. در بررسی اثر زاویه اتصال آبشکن به ساحل، مقادیر و محدوده جریان های عرضی و پایین رونده در آبشکن های مایل نسبت به آبشکن قائم کاهش داشته است. نتایج مربوط به بررسی آرایش و فاصله آبشکن های دوردیفه نشان دهنده تاثیرگذاری عامل افت انرژی جریان عبوری از بین میله ها، بر الگوی جریان و آبشستگی حول آبشکن می باشد.
بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی بهدلیل حضور مانع توریسنگی در مسیر جریان در کانال مستقیم با بستر متحرک
زینب بادپا 1394
از جمله روشهای متداول کنترل فرسایش کناری رودخانهها، استفاده از آبشکن میباشد که در صورت طراحی و اجرای صحیح، علاوه بر کنترل فرسایش کناری، منجر به بازیابی و احیای اراضی باارزش حاشیه رودخانهها میشود . از جمله آبشکنهای باز مورد استفاده در حفاظت رودخانهها، آبشکنهای توریسنگی میباشد. آبشستگی موضعی دماغه آبشکن، یکی از مسائل مهم در طراحی این سازهها میباشد که به علت تنگشدگی مقطع جریان و وجود گردابههای قوی اتفاق میافتد . در این تحقیق تلاش گردیده تا الگوی جریان و توپوگرافی بستر حول آبشکنهای توریسنگی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گیرد. در این زمینه، ابتدا زمان تعادل آزمایشهای آبشستگی ) با انجام آزمایشهای زمان تعادل( تعیین شد. تغییرات توپوگرافی بستر بر اثر تغییر طول، تخلخل و زاویه اتصال به ساحل آبشکن و همچنین تغییرات عددفرود جریان در دبی ثابت با انجام آزمایشهایی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشهای الگوی جریان نیز با بررسی اثر سه پارامتر طول، تخلخل و زاویه اتصال به ساحل آبشکن انجام پذیرفت. تعداد آزمایشهای انجام شده جمعاً 44 آزمایش میباشد. نتایج نشان میدهد که افزایش طول آبشکن باعث افزایش حداکثر عمق آبشستگی و همچنین ابعاد حفره آبشستگی میشود. با توجه به نتایج آزمایشهای الگوی جریان در این زمینه، افزایش میزان تنگشدگی مقطع و بهتبع آن، افزایش سرعت جریان در دماغهی آبشکن به همراه توسعه جریانهای عرضی و قائم منجر به افزایش حداکثر عمق و ابعاد حفره آبشستگی میشود. آبشکنهای قائم موجب توسعه بیشتر جریانهای گردابی افقی و عمودی و گردابههای نعلاسبی میشوند و بههمین دلیل مقادیر حداکثر عمق آبشستگی بیشتری نسبت به آبشکنهای زاویهدار، در طول ثابت، ایجاد میکنند. با افزایش تخلخل آبشکنهای توریسنگی، حداکثر عمق آبشستگی کاهش پیدا کرده و الگوی جریان به میزان کمتری تحتالشعاع حضور آبشکن قرار میگیرد. همچنین مشاهدات نشان میدهد که در دبی ثابت، با افزایش عدد فرود جریان، مقادیر حداکثر عمق آبشستگی و ابعاد حفرهی آبشستگی اطراف آن افزایش مییابد.
مقایسه مدل های مختلف آشفتگی برای بررسی تاثیر مانع موجود در قوس خارجی بر میدان سرعت در کانال روباز با قوس 90 درجه با بستر متحرک
حمید میرزایی 1394
بیشتر رودخانه ها به صورت طبیعی تمایل دارند که از یک الگوی مارپیچ در دشتهای آبرفتی پیروی کنند. این جریان های پر پیچ و خم به طور معمول دارای یک ناحیه کم عمق در قسمت داخلی قوس و ناحیه ای عمیق تر در ناحیه خارجی قوس هستند. با توجه به این واقعیت که نیروی گریز از مرکز روی سرعت های طولی تاثیرگذار هستند. نیروی اینرسی بزرگتر، ذرات آب با سرعت بیشتر را به طرف دیواره خارجی انحنا هدایت می کند. با توجه به قانون پایستگی جرم و اصل پیوستگی ذرات، جریان نزدیک کف به سمت جداره داخلی قوس تمایل پیدا می کند. این پدیده باعث ایجاد جریان ثانویه در مقطع عرضی قوس می شود که با جریان اصلی ادامه می یابد و تولید یک جریان حلزونی می کند. این الگوی عرضی ایجاد شده اساس ایجاد فرآیند پیچیده فرسایش و رسوبگذاری بستر رودخانه ها می باشد. عرض مئاندرهای طبیعی که در زمینهای دارای شیب ملایم جریان دارند به تدریج در طول قوس کاهش می یابد. دراین پژوهش برای شناخت رفتار جریان در قوس رودخانه و تاثیر قرارگیری آبشکن، یک کانال قوسی روباز مورد بررسی قرار گرفته و مدلسازی شده است. در ابتدا به بررسی الگوی جریان در قوس های 90 درجه ساده بدون قرارگیری آبشکن و سپس با قرارگیری آبشکن در موقعیت 45 درجه با شعاع انحنای نسبی R=4b با مقایسه مدل های مختلف آشفتگی در بستر متحرک پرداخته خواهد شد. همچنین برای مشخص شدن مشکلات بررسی بستر متحرک نسبت به بستر صلب، بررسی اجمالی بستر صلب در آغاز فصل پنجم صورت گرفته است. در ادامه الگوی جریان و توپوگرافی بستر در موقعیت قرارگیری آبشکن در موقعیت های 30 و 60 درجه مورد بررسی قرار خواهد گرفت. برای مدلسازی جریان از نرم افزار FLOW3D استفاده شده است.
مقایسه مدل های مختلف آشفتگی در تخمین آبشستگی اطراف آبشکن با درصد های مختلف بازشدگی
زهره حیدری 1394
پیش بینی میزان آبشستگی اطراف سازه های احداث شده در رودخانه ها به علت ماهیت سه بعدی جریان برای مهندسین هیدرولیک امری دشوار تلقی می شود. آبشستگی در اثر اندرکنش نیروهای زیر حاصل می شود: 1- نیروی محرک ناشی از جریان که در راستای جدا کردن ذره از بستر عمل می کند. 2- نیروی مقاوم ناشی از اصطکاک ذرات و وزن ذره که در برابر حرکت ذره مقاومت کرده و مانع جدایی ذره از بستر می شود. حرکت یک ذره هنگامی آغاز می شود که نیروهای اعمال شده توسط جریان یعنی نیروی کشسانی و بالابرنده که باعث جداشدن ذره از بستر می شوند، بر نیروی مقاوم ذره غالب آید. در این تحقیق تلاش گردیده که الگوی آبشستگی و میدان جریان در اطراف آبشکن های نصب شده در کناره رودخانه ها با استفاده از نرم افزار FLOW-3D شبیه سازی گردد. در این زمینه ابتدا برای کالیبراسیون، نتایج حاصل از تمام مدلهای مختلف آشفتگی موجود در FLOW-3D (مدل طول اختلاط پرانتل(Prandtl mixing length)، مدل یک معادله ای (One-equation model)، مدل دو معادله ای (Two-equation (K-Ɛ) model)، مدل گروه نرمال شده (RNG model) و مدل شبیه سازی گردابه های بزرگ (Large eddy simulation model))با نتایج حاصل از اندازه گیری های آزمایشگاهی مقایسه گردیده که این مقایسه منجر به انتخاب مدل Large eddy به عنوان بهترین مدل به لحاظ بیشترین تطابق با نتایج آزمایشگاهی شده است که در ادامه پژوهش به اعتبارسنجی این مدل برای آزمایشات مختلف دیگر پرداخته شده است. مقایسه الگوهای ارائه شده برای سرعت، تنش برشی و جریان های عرضی، حاصل از شبیه سازی عددی و محل های ایجاد حداکثر مقدار آبشستگی نشان می دهد که مدل مذکور نتایج قابل قبولی در خصوص پیش بینی کمیت های مذکور نیز داشته باشد.
استفاده از روش متوسط گیری در عمق برای شبیه سازی میدان جریان و آبشستگی در اطراف مانع در قوس خارجی کانال 90 درجه و مقایسه آن با نتایج تحلیل های 3 بعدی
حمید تابیدانی 1393
رودخانه ها به صوورت طبیعی تمایل دارند، که از یک الگوی مارپیچ در دشتهای آبرفتی پیروی کنند. جریان در قوسها دارای رفتار پیچیده و عملکرد متفاوتی از جریان در کانال مستقیم است. جریان در قوس به طور معمول دارای یک ناحیه کم عمق در قسمت قوس داخلی و ناحیه ای با عمق بیشتر در ناحیه قوس خارجی است. وجود اختلاف در تراز عمق آب در قوس داخلی و قوس خارجی باعث به وجود آمدن جریانات حلزونی در مقطع عرضی میشوود. این نوع جریان، ذرات آب را با سرعت بیشتر به طرف دیواره خارجی انحنا هدایت میکند. با توجه به قانون پیوستگی جرم و اصول پیوستگی ذرات، جریان نزدیک کف به سمت جداره داخلی قوس تمایل پیدا میکند. الگوی عرضی ایجاد شوده اساس ایجاد فرآیند پیچیده فرسایش و رسووبگذاری بستر رودخانه ها و قوسها میباشد. با توجه به پیچیده بودن الگوی جریان در قوس و تعامل آن با رسوب، و هزینه انجام مدلهای آزمایشوگاهی و نیاز به زمان زیاد مدلهای سه بعدی، میتوان از مدلهای ساده شده از جمله میانگین گیری در عمق، با در نظر گرفتن شرایط و عملکرد جهت کاهش هزینه و زمان استفاده کرد. دراین پژوهش برای شناخت رفتار جریان در قوس، و تاثیر قرارگیری آبشکن، یک کانال قوسی روباز مورد بررسی قرار گرفته و توسط مدل میانگین گیری در عمق(مدل دو بعدی) مدلسازی و با نتایج مدل سازی سه بعدی و آزمایشگاهی مقایسه شده است. در ابتدا به بررسی الگوی جریان در قوسهای90 درجه با قرارگیری آبشکن در موقعیت 45 درجه و با شعاع انحنای نسبی R=4b پرداخته خواهد شد. در ادامه الگوی جریان و توپوگرافی بستر در قوس با قرار گیری آبشکن در موقعیت های مختلف و همچنین با انحناهای نسبی مختلف، بررسی خواهد شد، و در انتها محاسن و معایب مدل میانگین گیری در عمق بررسی میشود. برای مدلسازی از کد عددی CCHE2D ، استفاده و با کد عددی MIKE3 مقایسه شده است.
خلاصه پایان نامه
تاثیر مانع موجود در قوس خارجی بر میدان سرعت در کانال روباز با قوس 90درجه
حسن یعقوبیان احمر 1393
بیشتر رودخانه ها به صورت طبیعی تمایل دارند که از یک الگوی مارپیچ در دشتهای آبرفتی پیروی کنند. این جریان های پر پیچ و خم به طور معمول دارای یک ناحیه کم عمق در قسمت داخلی قوس و ناحیه ای عمیق تر در ناحیه خارجی قوس هستند. با توجه به این واقعیت که نیروی گریز از مرکز روی سرعت های طولی تاثیرگذار هستند. نیروی اینرسی بزرگتر، ذرات آب با سرعت بیشتر را به طرف دیواره خارجی انحنا هدایت می کند. با توجه به قانون پایستگی جرم و اصل پیوستگی ذرات، جریان نزدیک کف به سمت جداره داخلی قوس تمایل پیدا می کند. این پدیده باعث ایجاد جریان ثانویه در مقطع عرضی قوس می شود که با جریان اصلی ادامه می یابد و تولید یک جریان حلزونی می کند. این الگوی عرضی ایجاد شده اساس ایجاد فرآیند پیچیده فرسایش و رسوبگذاری بستر رودخانه ها می باشد. عرض مئاندرهای طبیعی که در زمینهای دارای شیب ملایم جریان دارند به تدریج در طول قوس کاهش می یابد. نرخ همگرایی این قوس ها تاثیر بسزایی بر الگوی جریان و توسعه جریان حلزونی در این قوس ها دارد. دراین پژوهش برای شناخت رفتار جریان در قوس رودخانه وتاثیر قرارگیری آبشکن در یک کانال قوسی روباز مورد بررسی قرار گرفته و مدلسازی شده است. در ابتدا به بررسی الگوی جریان در قوس های 90 درجه ساده با قرارگیری آبشکن در موقعیت 45 درجه با شعاع انحنای نسبی R=4b پرداخته خواهد شد در ادامه الگوی جریان و توپوگرافی بستر در قوس های درجه با نسبتهای تنگ شدگی مختلف بررسی خواهد شد. برای مدلسازی جریان در بستر صلب کد عددی ANSYS-CFX و جهت مدلسازی بستر رسوبی از MIKE3 استفاده شده است.
خلاصه پایان نامه