Faculty - دانشکده فنی و مهندسی

Faculty - دانشکده فنی و مهندسی

P.H.D dissertations

بررسی توزیع رسوبات غیر چسبنده در مخزن سد پاره سنگی
2018
احداث سدهای پاره سنگی فاقد هسته یکی از روشهای سازه ای کنترل سیلاب است. جریان ورودی به مخازن این سد ها در مواقع سیلابی حاوی مقدار قابل توجهی از رسوبات است. این موضوع اهمیت بررسی رفتار جریان و غلظت رسوبات غیر چسبنده را به منظور تعیین میزان رسوب عبوری مدیریت آن دوچندان مینماید که در این تحقیق مورد توجه واقع شده است.در این راستا ابتدا بر اساس حل معادلات سنت ونانت به روش حجم محدود و با رویکرد کاملا ضمنی و بهره گیری از طرح با لاسویه مشخصات جریان محاسبه و سپس با استفاده از گسسته سازی معادله انتقال پخش میزان غلظت رسوبات غیر چسبنده در نقاط مختلف مخزن تعیین گردید. به منظور بررسی عملکرد و صحت سنجی نتایج مدل شبیه سازی ریاضی جریان و غلظت رسوبات که در محیط متلب تهیه گردید با عنایت به تاثیر گذاری مستقیم مشخصات سد پاره سنگی بر مشخصات جریان و همچنین غلظت رسوب در داخل مخزن سد پاره سنگی گزینه های مختلف بر اساس قطر سنگدانه مورد استفاده در ساخت بدنه سدپاره سنگی و طول بدنه ئسد در نظر گرفته شد.در این راستا مدل آزمایشگاهی مربوط به هر یک از گزینه ها (شامل 5 سد) در ازمایشگاه هیدرولیک دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا تهیه شد که تحت جریا غیر دایم مشخصی(4 باز شدگی مختلف) قرار داده شدند.با استفاده داده های باز شدگی اول و دوم ( مربوط به دبیهای 30 و 40 لیتر بر ثانیه( و بهره گیری از روش بهینه سازی جهت واسنجی ضرایب واسنجی رسوب (شامل ضرایب پخشیدگی در راستای طولی و عمقی ،غلظت در تراز بستر و سرعت سقوط ذره ) استفاده گردید. در ادامه صحت سنجی نتیج مدل شبیه ساز بر مبنای مقایسه انجام شده بین داده های مربوط به مشخصات جریان و غلظت رسوب اندازه گیری شده و محاسباتی بر اساس بازشدگیهای اول و سوم و چهارم در داخل مخزن سد پاره سنگی انجام پذیرفت.
بررسی توزیع رسوبات غیر چسبنده در بدنه سد پاره سنگی
2018
یکی از روشهای سازهای ارزان قیمت جهت کنترل سیالب استفاده از سدهای پارهسنگی فاقد هسته است. این سدها از نوع سدهای تأخیری میباشند که قادرند پیک سیالب خروجی را نسبت به سیالب ورودی کاهش دهند. از طرفی جریانهای سیالبی معموالً بار رسوبی باالیی داشته و با توجه به بزرگ بودن خلل و فرج بدنه این سدها، همراه با آب مقدار زیادی رسوب به داخل بدنه آنها نفوذ میکند. بنابراین تعیین مقادیر عمق و سرعت به منظور بررسی نحوه رفتار جریان و روندیابی هیدرولیکی سیالب و همچنین تعیین غلظت رسوب در نقاط مختلف بدنه به منظور تعیین نقاط بحرانی از نظر رسوبگذاری، میزان تلهاندازی رسوب، میزان رسوب عبوری و ... از اهمیت خاصی برخوردار است. بعلت متالطم بودن جریان تراوشی در این سدها، قانون دارسی اعتبار نداشته و بایستی از معادالت غیردارسی همانند معادله فورشهایمر استفاده شود. لذا در این تحقیق، ابتدا بر مبنای معادالت سنت و نانت- فورشهایمر و با استفاده از روش عددی حجم محدود و طرح تفاضل باالدست، مدل ریاضی شبیهساز جریان در محیط متلب، به صورت کامالً ضمنی تهیه و اجراء شد. سپس با استفاده از نتایج خروجی این مدل و بر مبنای معادله انتقال-پخش رسوب و با استفاده از روش عددی حجم محدود و طرح تفاضل مرکزی، مدل ریاضی شبیهساز توزیع غلظت رسوبات غیر چسبنده در بدنه سد پارهسنگی بر اساس شبکهبندی در نظر گرفته شده از مرحله قبل، به صورت کامالً ضمنی توسعه داده شد. جهت بررسی عملکرد و تعیین ضرایب مدلهای ارائه شده )واسنجی و صحتسنجی آنها(از نتایج آزمایشهای انجام شده در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا در تابستان سال 1191 روی 1 سد پارهسنگی )با قطر سنگدانههای 1 ،1 و 8 سانتیمتر و مشخصی غیردائمی جریان تحت که ( 8-100 و 8-80 ،8-10 ، 1-10 ، 1-10 سدهای شامل سانتیمتر 100 ،80 ،10 مختلف طولهای قرار داده شده بودند )چهار باز شدگی مختلف شیر فلکه ورودی کانال شامل دبیهای 10 ،00 ،10 و 60 لیتر درثانیه هر یک با گام زمانی60 ثانیه(، استفاده شد. از دادههایبازشدگیهایاول و دوم جهت واسنجیضرایب فورشهایمر و رسوب )با استفاده از الگوریتم ژنتیک( و از دادههای بازشدگیهای اول، سوم و چهارم جهت صحتسنجی مدل ارائه شده و بررسی عملکرد آن استفاده شد. نتایج این تحقیق، حاکی از تطابق باالی نتایج مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی در شبیهسازی جریان عبوری حاوی رسوب از بدنه سد

Master Theses

مقایسه و بررسی ضریب دبی سرریزهای کنگره ای ذوزنقه ای با طول کنگره های منظم و نامنظم در پلان
2022
مهمترین سازه های هیدرولیکی مورد استفاده در صنعت سدسازی، سرریزها میباشند که به عنوان یک سوپاپ اطمینان برای تخلیه جریان های سیلابی ساخته میشوند. این سازه ها بایستی در عین پایداری، پتانسیل و توانایی لازم برای عبور مطمئن جریان های سیلابی را داشته و از نظر اقتصادی نیز قابل توجیه باشند. به لحاظ فنی و به منظور افزایش ظرفیت تخلیه در عرض مشخص سرریزها، از سرریز کنگره ای استفاده میگردد. از مهمترین پارامترهای موثر بر میزان آبگذری سرریزها میتوان به ارتفاع نسبی آب در بالادست، شکل و طول تاج سرریز اشاره کرد که مهمترین پارامتر موثر، طول سرریز میباشد. در واقع با هدف افزایش طول موثر سرریزها، با غیرخطی کردن شکل آنها در پلان که باعث افزایش راندمان و افزایش میزان آبگذری آنها خواهد شد، سرریزهای کنگره ای طراحی و ساخته میشوند. از آنجاییکه در این قبیل سرریزها با کاهش راندمان و ضریب تخلیه آنها، بدلیل تداخل تیغه های ریزشی جریان آب در حین سرریز مواجه هستیم، این تحقیق را با هدف کاهش تداخل تیغه های آب و افزایش راندمان و ضریب تخلیه سرریز در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه بوعلی سینا انجام داده ایم. دو هندسه متفاوت در طرح سرریز های کنگره ای ذوزنقه ای با طول کنگره های متفاوت در 5 سیکل ولی با طول موثر و ارتفاع یکسان مدنظر قرار گرفته است. طرح مدلهای پنج گانه حالت اول (F) به نحوی است که هر چه به مرکز سرریز نزدیک تر میشویم طول کنگره های میانی زیادتر شده و کنگره های ابتدایی و انتهایی کوتاه ترین طول را دارند. طراحی پنج مدل حالت دوم (D) نیز به گونه ای است که هر چه به مرکز سرریز نزدیک تر میشویم طول کنگره های میانی کمتر شده و کنگره های ابتدایی و انتهایی بلندترین طول را دارا هستند. علاوه بر این در این تحقیق یک مدل سرریز خطی (A) و یک مدل سرریز کنگره ای ذوزنقه ای با طول کنگره های منظم (B) نیز ساخته شده و به منظور بررسی و تحلیل های بعدی مورد آزمایش و مقایسه قرار گرفته شده اند. نتایج آزمایشات انجام گرفته در این تحقیق حاکی از آن است که در سرریزهای کنگره ای مدل Fبه استثنای مدل1F، بیشترین میزان ضریب تخلیه سرریز یا همان (C)، زمانی اتفاق می افتد که نسبت کمترین مقدار خود را داشته باشد. در این شرایط با افزایش حجم آب عبوری از فلوم تا زمانی که نسبت کمتر از 0.3 میباشد روند تغییرات (C)، در مقابل نسبت کاهشی بوده و از این مرحله به
بررسی راندمان سرریز های کنگره ای مستطیلی با طول کنگره های یکسان و غیریکسان در پلان
2021
سرریزها جزء مهمترین سازه های هیدرولیکی هستند. سرریز کنگره ای یکی از انواع آن می باشد. هدف از طرح کنگره ای سرریزها، افزایش طول تاج سرریز به وسیله غیرخطی کردن شکل آن در پلان می باشد. این امر موجب افزایش راندمان و ضریب تخلیه در سرریز می شود. در سرریز های کنگره ای تداخل تیغه های آب و بدنبال آن ایجاد فشردگی جریان در هنگام سرریز، باعث کاهش راندمان و ضریب تخلیه سرریز می شود. در این تحقیق به منظور کاهش تداخل تیغه های آب، سرریز های کنگره ای مستطیلی با طول کنگره های نامساوی در دو حالت A و B و در 5 سیکل با طول موثر و ارتفاع یکسان، در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه بوعلی سینا مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. نتایج این مطالعات آزمایشگاهی نشان می دهد در تمامی سرریزهای کنگره ای مستطیلی با طول کنگره های غیریکسان تغییرات C نسبت به Ht/P نزولی بوده و با افزایش نسبت Ht/P ، مقدار C کاهش می یابد. بر اساس نتایج به دست آمده از این تحقیق در حالت کلی راندمان و ضریب تخلیه سرریز های کنگره ای مستطیلی حالت A بهتر از حالت B می باشد و کاهش طول برخورد تیغه های آب تا مرز 25 درصد نسبت به سرریز های کنگره ای با طول کنگره های یکسان باعث افزایش راندمان و بهبود ضریب تخلیه سرریز های کنگره ای می-شود و کاهش طول برخورد تیغه های آب بیش از 25 درصد عملکرد سرریز را از حالت کنگره ای خارج ساخته و باعث کاهش راندمان و ضریب تخلیه سرریز می شود. همچنین در یکی از نمونه های ساخته شده در این تحقیق ضریب تخلیه سرریز به میزان 7/40 درصد نسبت به سرریز با طول کنگره های یکسان افزایش داشته است.
مطالعه عددی و آزمایشگاهی تاثیر هندسه بر ضریب تخلیه در سرریزهای جانبی کنگره ای با سیکل ثابت
2021
سرریزها، سازه هایی متداول هستند که اغلب جهت تنظیم تراز آب و افزایش ظرفیت انتقال جریان به کار می روند. سرریزهای کنگره ای نسبت به سرریزهای با تاج مستقیم، دارای طول تاج بیش تری بوده و تحت ارتفاع معادل، دبی بیش تری را از خود عبور می دهند. این سازه ها دارای مزایایی از جمله ظرفیت بیش تر، هوادهی آسان جریان و نوسانات کم تر سطح آب عبوری از روی خود می باشند. این گونه سرریزها در بارهای هیدرولیکی کم، عملکرد بهتری داشته و در نهایت با افزایش بار هیدرولیکی و تجمع رسوب در پشت سرریز، به تدریج از کارایی هیدرولیکی آن کاسته شده و ظرفیت انتقال آب کاهش می یابد. با توجه به کمبود مطالعات در مورد سرریز جانبی کنگره ای و استفاده از آن با بازده بهتر نسبت به سرریز جانبی معمولی، مطالعات آزمایشگاهی و عددیبررویاینسرریزهاپیش بینیشدهاست. در این پایان نامه، با استفاده از مدل سازی عددی سه بعدی و نتایج آزمایشگاهی، ساختار جریان بر روی سرریزهای جانبی کنگره ای (مثلثی، مستطیلی و ذوزنقه ای) به دقت مطالعه شده و تاثیر پارامتر شکل کنگره بر تغییرات ضریب تخلیه بررسی شده است. اهم نتایج حاصل از این تحقیق به شرح زیر می باشد. با افزایش پارامتر بدون بعد H_t/P، ضریبدبی کاهشمی یابد که این روند در هر چهار ارتفاع سرریز مشاهده گردید.تغییرات Q_L/Q_n ، نسبت بهH_t/P دارای رابطه عکس است و در هر سرریز مقدار Q_L/Q_n در مقادیر کوچک تر H_t/P، بیش ترین مقدار خود را دارند. در هر سرریز با افزایش نسبت H_t/P، در یک نقطه مقدار Q_L به بیش ترین مقدار خود می رسد و بعد از آن نقطه، با افزایش نسبت H_t/P، مقدار Q_L کاهش پیدا می کند. همچنین در یک نسبت ثابت H_t/P، Q_L در سرریزهای با ارتفاع بزرگ تر دارای مقدار بیش تری است. نتایج نشان داد که با افزایش عدد فرود، ضریب تخلیه جریان کاهش می یابد. همچنین نسبت (ht/L) با ضریب تخلیه رابطه عکس دارد و این روند تغییرات ضریب تخلیه در مقابل پارامتر بی بعد (ht/L) در تمامی ارتفاع ها مشابه می باشد. مقایسه راندمان سرریزهای با ارتفاع 5، 10، 15 و 20 سانتی متر نشان داد که سرریز کنگره ای مثلثی نسبت به بقیه سرریزهای هم ارتفاع خود دارای راندمان بیشتری است و در یک نسبت ثابت H_t/P بیش ترین مقدار راندمان را به خود اختصاص داده است. همچنین مقایسه نتایج نشان داد که نتایج حاصل از شبیه سازی عددی تطابق بسیار خوبی با
تحلیل جریان های موازی با سطح آزاد در محیط های متخلخل درشت دانه با استفاده از معادله سنت ونانت
2021
تحلیل جریان در محیط های متخلخل درشت دانه به دلایل بزرگی اندازه ذرات و منافذ، سرعت بالا و ایجاد آشفتگی بسیار پیچیده می باشد. در این پژوهش معادلات سنت ونانت برای تحلیل جریان های موازی با سطح آزاد عبوری از محیط متخلخل در دو حالت (شرایط جریان ماندگار، شرایط جریان غیرماندگار) مورد استفاده قرار گرفته و با رویکرد روش حل عددی حجم محدود اقدام به مدلسازی و حل معادلات شده است، همچنین با توجه به کلیه روابط، شرایط اولیه و مرزی مدلسازی انجام شده در نرم افزار متلب کدنویسی شد. نتایج حاصل از این پژوهش به شکل نمودار های پروفیل جریان و سرعت ارائه شده است. این نتایج بیانگر میزان تغییرات پروفیل جریان در بالادست تا پایین دست می باشد. با بررسی نمودارهای پروفیل سطح آزاد جریان و پروفیل سرعت و سپس مقایسه با نتایج پژوهش آزمایشگاهی روند تغییرات پروفیل ها کاملا منطبق بر نتایج آزمایشگاهی می باشد. با توجه به نتایج ارائه شده در این پژوهش مشخص می گردد که بهره گیری از معادلات سنت ونانت برای تحلیل جریان های موازی با سطح آزاد در هر دو حالت ماندگار و غیرماندگار و همچنین بکارگیری روش حل عددی حجم محدود دارای عملکرد مناسب و نتایج قابل قبولی بوده است. نتایج ارائه شده بر مبنای دو رابطه گرادیان هیدرولیکی (رابطه فورشهایمر، رابطه نمایی) ارائه گردیده است، اگرچه رابطه فورشهایمر دارای نتایج دقیق تری می باشد. با مقایسه خروجی های مدل عددی پژوهش حاضر و نتایج آزمایشگاهی مشخص گردید که مدل عددی ایجاد شده دارای دقت مناسبی برای تحلیل جریان های موازی بوده است و میانگین خطا در تمام موارد ارائه شده در پژوهش کمتر از 4 درصد بوده است که نشان از کارایی و دقت بالای مدل عددی پژوهش می باشد.
مطالعه آزمایشگاهی ضریب تخلیه در سرریزهای جانبی کلید پیانویی و کنگره ای با سیکل های ثابت
2020
سرریز ها از قدیمی ترین و مهم ترین سازه های هیدرولیکی هستند که کاربردهای متعددی نظیر عبور آب اضافی ناشی از سیلاب، کنترل سطح آب در مخزن، انحراف جریان، کاهش فرسایش رودخانه و محاسبه میزان دبی عبوری را دارند. یک نمونه از انواع سرریزها، سرریز جانبی است. هدف از استفاده ی سرریز جانبی در سیستم های انتقال و توزیع آب ، کنترل سطح جریان، انحراف آب و جلوگیری از خسارات ناشی از وقوع سیل می باشد. می توان از اشکال مختلف سرریزهای جانبی به سرریزهای غیر خطی در تاج اشاره نمود. سرریزهای غیرخطی دارای اشکال مختلفی نظیر سرریزهای کنگره ای و کلید پیانویی هستند و در جایی که برای احداث سرریز محدودیت طول داشته باشیم برای افزایش طول تاج و در نتیجه افزایش ظرفیت تخلیه استفاده می شوند. در سرریزهای کنگره ای و کلیدپیانویی ضریب تخلیه دبی از اهمیت ویژه ای برخوردار است و در این تحقیق ضریب تخلیه این سرریزها به صورت سرریز جانبی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل های آزمایشگاهی سرریزهای کنگره ای مثلثی، ذوزنقه ای و مستطیلی و سرریز کلید پیانویی این پژوهش هر کدام در 3 سیکل و 4 ارتفاع 5، 10، 15 و 20 سانتی متر با استفاده از ورق های پلکسی گلس به ضخامت 5 میلی متر در طول بازشدگی 57 سانتی متر ساخته شده اند و سرریزهای کلید پیانویی از نوع تیپA بوده است. آزمایش های انجام شده در این پژوهش در کانال تحقیقاتی آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه بوعلی سینا با طول 10 متر و عرض و ارتفاع 60 سانتی متر انجام شده است. همچنین جریان حاکم بر روی سرریزهای جانبی از نوع متغیر مکانی با کاهش دبی می باشد و برای بررسی ضریب تخلیه سرریزها از رابطه دی مارچی استفاده گردیده است. در سرریزهای کنگره ای مثلثی، ضریب تخلیه سرریز با ارتفاع 5 سانتی متر به طور میانگین نسبت به سرریزهای با ارتفاع 10، 15 و 20 سانتی متر به ترتیب 9/17، 3/22 و 8/26 درصد افزایش داشته است. در سرریزهای کنگره ای ذوزنقه ای، ضریب تخلیه سرریز با ارتفاع 5 سانتی متر به طور میانگین نسبت به سرریزهای با ارتفاع 10، 15 و 20 سانتی متر به ترتیب 4/11، 14 و 6/17 درصد افزایش داشته است. در سرریزهای کنگره ای مستطیلی، ضریب تخلیه سرریز با ارتفاع 20 سانتی متر به طور میانگین نسبت به سرریزهای با ارتفاع 5، 10 و 15 سانتی متر به ترتیب 34، 3/7 و 1/14 درصد افزایش داشته است. در سرریزهای کلید پیانویی ضریب تخلیه سرریز با ا
پیش بینی توزیع سرعت و تنش برشی در کانال های مرکب غیر منشوری با سیلاب دشت های همگرا با استفاده از مدل آشفتگی LES
2020
پیش بینی توزیع سرعت و تنش برشی در کانال های مرکب غیر منشوری با سیلاب دشت های همگرا با استفاده از مدل آشفتگی LES
بهینه سازی بهره برداری از سرریزهای دریچه دار به هنگام وقوع سیلاب با استفاده از الگوریتم ژنتیک
2019
ایمنی سدها، ارتباط مستقیم و تنگاتنگی با کفایت سرریز آن دارد. با توجه به حساس بودن کارکرد سرریز، برای این که بهره برداری انعطاف پذیرتر از سدها امکان پذیر شود، سرریزها به دریچه ها مجهز می شوند تا کنترل بهتر روی جریان پایین دست میسر گردد. استفاده از سرریزهای دریچه دار در مقابل سرریزهای آزاد، از این نظر که با افزایش ارتفاع تیغه آب روی سرریز به خصوص در حوضه های آبریزی که در آن سیلاب های با مقادیر دبی بالا به وقوع می-پیوندد، می توان طول آستانه را کاهش داد، بسیار مقرون به صرفه است. علیرغم این ویژگی مطلوب برای سرریزهای دریچه دار همواره روش بهره برداری از آن ها به عنوان یک مسئله مهم مطرح بوده است. لذا باید اصول و قوانین بهره-برداری را در هنگام استفاده از سرریزهای دریچه دار مد نظر قرار داد تا از وقوع خسارت های جبران ناپذیر جلوگیری به عمل آید. امروزه با توجه به پیشرفت های رایانه ای، امکان انجام محاسبات دقیق تر و سریع تر، تسهیل شده و استفاده از روش های مختلف بهینه سازی به منظور بهره برداری از سرریزهای دریچه دار حائز توجه و ارزشی درخور می گردد. در این پایان نامه، پس از بررسی برخی از پژوهش های انجام شده در ارتباط با مدل های بهره برداری از سرریزهای دریچه دار، بهینه سازی روش بهره برداری از سرریزهای دریچه دار دنبال شده و تلاش می شود که با کمک الگوریتم ژنتیک و با هدف حداقل سازی خسارت در پایین دست و در طول تداوم سیلاب، سیاست بهینه و به هنگام رهاسازی از دریچه ها به عنوان مدل پیشنهادی ارائه شود. در این مدل، پیش بینی سیلاب و اصلاح آن درتداوم سیلاب، با رسیدن اطلاعات واقعی از آن، مدنظر قرار گرفته است. مقایسه نتایج نشان می دهد که اوج سیلاب خروجی در این تحقیق، کمتر از سایر روش ها بوده و این به کاهش خسارت های سیلاب در پایین دست کمک می کند.
پیش بینی میزان رسوب در طراحی سدها با استفاده از تصاویر ماهواره ای چند زمانه و GIS و ارزیابی تاثیر تغییرات کاربری اراضی بر آن (مورد مطالعه: حوضه آبریز سد اکباتان)
2019
چکیده: فرسایش خاک به طور جدی منابع آب و خاک را تهدید می کند. رسوب حمل شده ناشی از فرسایش حوضه به داخل دریاچه سدها، از موضوعات بسیار مهم در سدسازی و بهره برداری از آن است. عدم پیش بینی و انجام روش های کنترلی مناسب برای فرسایش خاک، اثرات منفی بر کاربرد در نظر گرفته شده برای مخزن سدها دارد. بنابراین، ارزیابی و پیش بینی روند انباشت رسوب، یکی از ابزارهای بسیار مهم در مدیریت منابع آبی و مخازن سدها خواهد بود. سنجش از دور (RS) و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) به عنوان ابزاری قدرتمند جهت مدیریت، ارزیابی و کنترل پدیده ها و منابع زمینی در نظر گرفته می شوند. با به کار بردن این فناوری و تلفیق آن با مدل های تجربی تخمین فرسایش و تولید رسوب، می توان دقت مدل های تجربی را تا حد زیادی افزایش داد. بر این اساس، هدف از این پایان نامه، برآورد رسوب و شدت فرسایش حوضه آبریز سد اکباتان استان همدان، با استفاده از دو مدل EPM و MPSIAC است. همچنین، با استفاده از تغییرات پوشش زمین طی 5 سال تغییرات میزان رسوب در حوضه مورد مطالعه بررسی و از نتایج آن برای پیش بینی رسوب استفاده شده است. حوضه آبریز سد اکباتان در ناحیه سرد و نیمه خشک کوهستانی در استان همدان واقع شده است. دارای متوسط بارش سالانه حدود 345 میلی متر و مساحت حدودا 218 کیلومتر مربع است. سد اکباتان از نوع بتنی پایه دار وزنی، با حداکثر ارتفاع 79 متر، دارای حجم کل مخزن 2/40 میلیون متر مکعب است. برای بدست آوردن پارامترهای مدل ها، از تکنیک های سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، همچنین از تصاویر ماهواره های Landsat و Sentinel استفاده شده است. بدین منظور 5 سال آبی در بازه زمانی 33 ساله در نظر گرفته شد. نتایج نشان داده است که شدت فرسایش منطقه مورد مطالعه با استفاده از هر دو مدل EPM و MPSIAC در کلاس فرسایش متوسط تا شدید قرار دارد. مقادیر رسوب تخمین زده شده با استفاده از مدل MPSIAC با میانگین خطای 5/19 درصد نسبت به مدل EPM با میانگین خطای 4/43 درصد، تطابق بهتری با مقادیر رسوب اندازه گیری شده در ایستگاه هیدرومتری حوضه دارد. تطابق بهتر مدل MPSIAC می تواند به این دلیل باشد که این مدل عوامل بیشتری را، که بر فرسایش مناطق نیمه خشک مؤثرند، در نظر می گیرد. اما از آنجا که مدل EPM تنها 4 عامل برای فرسایش را در نظر می گیرد، می تواند به آسانی برای تخمین سریع پت
پیش بینی توزیع سرعت در کانال های مرکب منشوری با استفاده از روش های مبتنی بر محاسبات نرم
2019
مقاطع مرکب در مهندسی رودخانه از اهمیت زیادی برخوردار است. معمولاً در بستر رودخانه های طبیعی یک یا دو ناحیه کم عمق (سیلاب دشت ها) در مجاورت یک ناحیه عمیق (مقطع اصلی) قرار دارند. اختلاف سرعت جریان در کانال اصلی و سیلاب دشت ها، موجب شکل گیری یک لایه برشی و اندرکنش در فصل مشترک بین این زیر مقاطع می شود. در گذشته روش های تجربی و تحلیلی بسیاری برای برآورد ظرفیت انتقال در کانال های مرکب ارائه شده است. در سال های اخیر نیز با توسعه علوم رایانه ای، پیشرفت زیادی در زمینه های مختلف هوش مصنوعی، از جمله شبکه های عصبی حاصل شده است. استفاده از شبکه های عصبی در پیش بینی و تخمین پدیده های مختلف علمی و مهندسی، رواج و توسعه بسیاری پیدا کرده است. در این تحقیق به منظور پیش بینی سرعت جریان در کانال های مرکب منشوری با سیلاب دشت هائی به عرض 100، 200ُ، 300 و 400 میلی متر، از شبکه های عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه (MLP) موجود در نرم افزار MATLAB استفاده شده است و میزان دقت مدل سازی با استفاده از داده های آزمایشگاهی مورد مقایسه و سنجش قرار گرفته است. در این مدل سازی 70 درصد داده ها جهت آموزش و 30 درصد آن ها جهت آزمون مدل استفاده شده است. دقت مدل سازی با استفاده از معیارهای ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و مجذور ضریب همبستگی (R^2) مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتیجه حاصل، نشان از دقت خوب این مدل ها در تخمین میزان سرعت جریان آب در کانال های مرکب منشوری دارد.
بررسی عملکرد انواع شیر در ایستگاه های پمپاژ در تعیین امواج فشاری ناشی از ضربه قوچ
2018
کی از پدیده های مهم در خطوط انتقال آب یا به طور کلی مجاری تحت فشار، پدیده ی ضربه قوچ می باشد. امروزه ضربه قوچ یکی از مسائل و مشکلات مهم در بهره برداری از شبکه های توزیع و انتقال آب می باشد. در سایر سیستم های دیگر نیز نظیر خطوط انتقال نفت و یا شبکه های توزیع و لوله های آب بر منتهی به توربین ها، تونل های آبی، پدیده ضربه قوچ سبب ایجاد موج های سریع، زودگذر و میرا می شود. گاهی اوقات قدرت تخریبی این موج های فشار به حدی است که نتایج وخیمی به بار می آورد. ترکیدگی خطوط لوله در سیستم های انتقال و شبکه های توزیع، خرابی و شکسته شدن شیرها، دریچه های کنترل و پمپ ها از نمونه های بارز تأثیر این پدیده می باشد. در این پژوهش، بررسی عملکرد انواع شیر در پدیده ضربه قوچ در خط انتقال و ایستگاه پمپاژ فشار قوی سرابی تویسرکان برای دو طول انتقال شش و نه کیلومتر و دو قطر لوله 200 و 300 میلی متر در نرم افزار Water Hammer V8i مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی خط انتقال نشان داد که افزایش طول خط انتقال، میزان فشارهای ناشی از پدیده ضربه قوچ را افزایش می دهد. به طوری که حداقل فشار در خط انتقال با طول شش کیلومتر به میزان 264 متر ستون آب و در طول نه کیلومتر، 396 متر ستون آب می باشد. همچنین نتایج نشان داد که در هر دو طول خط انتقال، کمترین فشار مربوط به ترکیبی از شیر یک طرفه گلوب، یعنی با حداقل زمان بسته شدن استفاده گردیده است. هر چه زمان بسته شدن شیر کوتاه تر باشد؛ میزان بخار آب ایجاد شده کمتر شده و در نتیجه حداکثر فشار کاهش می یابد. از بررسی ترکیب های مختلف شیرها چنین نتیجه شد که ترکیب شیر یک طرفه توپی، شیر اطمینان سوزنی و شیر کنترل فشار گلوب بهترین عملکرد در کاهش فشارهای مثبت به هنگام وقوع ضربه قوچ را دارد. بررسی اثر تغییر قطر لوله نیز نشان داد که با کاهش قطر لوله خط انتقال از قطر 300 میلی متر به قطر 200 میلی متر، میزان فشار حداقل ایجاد شده به میزان شصت درصد بیشتر از میزان فشار حداقل ایجاد شده در حالتی است که قطر لوله 300 میلی متر می باشد و حداقل فشار، مربوط به ترکیب شیر یک طرفه گلوب، شیر اطمینان سوزنی و شیر کنترل جریان گلوب می باشد.
بررسی تاثیر پارامترهای هیدرولیکی و هندسی بر مکانیزم خاکریزهای شسته شونده همگن( فیوزپلاگ)
2018
سیستم سرریز در پروژه های سدسازی از اجزای مهم پروژه بوده و طراحی سدی بدون سرریز معمولا امکان پذیر نیست. از طرفی افزایش ضریب اطمینان در سدهای بزرگ به منظور کاهش خسارت های مالی و به حداقل رساندن تلفات جانی، سبب انتخاب سیل با دوره بازگشت بالا به عنوان سیلاب طرح سرریزها شده است. انتخاب سیل بزرگ تر نیز، افزایش ابعاد و هزینه های سرریز را به همراه خواهد داشت. این افزایش هزینه، توجیه اقتصادی پروژه را تحت الشعاع قرار داده و گاه ارائه یک طرح منطقی را دشوار کرده است. استفاده از خاکریزهای شسته شونده (فیوزپلاگ) به عنوان روش مؤثر و اقتصادی، توانایی تخلیه سیلاب و کمک به سرریز اصلی را داشته و می تواند به صورت ترکیبی با سرریز اصلی مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از خاکریزهای شسته شونده به جهت کاهش خطر شکست سد، افزایش ظرفیت مخزن، کاهش هزینه ساخت سرریز و اقتصادی ترشدن طرح مورد توجه قرار گرفته است. زمانی که میزان سیلاب از ظرفیت سرریز اصلی و دیگر خروجی های سد، فراتر رود با بالا آمدن تراز آب مخزن تا رقوم طراحی فیوزپلاگ، خاکریز شکاف برداشته و به روش کنترل شده شسته می گردد و با عبور جریان از طریق یک کانال در وجه پایین دست، از بالا آمدن تراز آب و تخریب سد جلوگیری می کند. مطالعه در زمینه خاکریزهای شسته شونده از 6 دهه قبل مورد توجه محققان مختلف بوده و تحقیقات زیادی در زمینه آزمایشگاهی و عددی انجام گرفته است که عمده مطالعات بر روی خاکریزهای شسته شونده ناهمگن با هسته رسی متمرکز بوده است. در مطالعات انجام شده تاثیر پارامترهای هندسی و هیدرولیکی بر مکانیزم و سرعت فرسایش خاکریزهای شسته شونده همگن کمتر مورد توجه بوده است؛ بنابراین بررسی تاثیر این پارامترها بر مکانیزم فرسایش و سرعت آن ضروری است. در این تحقیق برای بررسی تاثیر پارامترهای هندسی خاکریز بر مکانیزم و سرعت فرسایش فیوزپلاگ ها، از مدل فیزیکی استفاده شده است. هر کدام از خاکریزها با مشخصات هندسی مشخص شامل ارتفاع، عرض تاج و شیب بالادست و پایین دست در درون فلوم آزمایشگاهی ساخته شده اند. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که شسته شدن خاکریزهای همگن در سه مرحله و با فرسایش وجه پاییندست آغاز میشود و کم کم به سمت بالادست حرکت می کند. همچنین نتایج نشان می دهد که تغییر مشخصات هندسی خاکریز بر مکانیزم فرسایش تاثیر محسوسی ندارد؛ نتایج نشان می دهد که کاهش شیب ش
کالیبراسیون دریچه های کشویی و قطاعی در حالت جریان آزاد و مستغرق با استفاده از روش های الگوریتم بهینه سازی تبرید تدریجی و جامعه مورچگان
2014
با توجه به محدودیت منابع آبی کشور، استفاده بهینه از آن ضروری است. لذا تقسیم آب و تحویل حجمی آن نیاز به سازه های کنترل و اندازه گیری دقیق جریان دارد. دریچه های کشویی و قطاعی جزء مهم ترین سازه های کنترل کننده جریان هستند. پس تخمین جریان از زیر این دریچه ها حائز اهمیت بسیار خواهد بود و جهت استفاده بهینه از این سازه ها نیازمند تعیین دقیق ضریب دبی عبوری از آن ها هستیم. کالیبراسیون یا واسنجی یکی از اقدامات لازم جهت نیل به این مهم می باشد که آن را عملیات به دست آوردن روابط جریان برای سازه موردنظربه صورت دقیق و از طریق اندازه گیری تعریف می کنند. روش های تبرید تدریجی و جامعه مورچگان ازجمله روش های بهینه سازی عددی با ساختار تصادفی هوشمند هستند که امروزه استفاده از آن در حل مسائل پیچیده ی مهندسی با توجه به قابلیت ها و توانایی های آن رو به افزایش نهاده است. الگوریتم تبرید تدریجی از فرآیند طبیعی آنیلینگ و الگوریتم جامعه مورچگان از رفتار جستجوگرانه مورچگان به سمت غذا الهام گرفته شده اند. در این پژوهش از داده های آزمایشگاهی دریچه کشویی و قطاعی مستقر در فلومی به طول، عرض و ارتفاع 6/12، 6/0 و 65/0 متر و با محدوده دبی 01/0-09/0 مترمکعب بر ثانیه در حالت جریان آزاد و مستغرق استفاده شده و روابط مربوط به این دریچه ها در هر دو حالت جریان آزاد و مستغرق با استفاده از دو الگوریتم تبرید تدریجی و جامعه مورچگان، مورد کالیبراسیون قرارگرفته است. تابع هدف ارائه شده به الگوریتم ها مجموع مربع اختلافات دبی بوده که مورد کمینه سازی قرارگرفته و بهینه ترین ضرایب برای دریچه کشویی در حالت جریان آزاد و مستغرق به ترتیب 686/0 و 881/0 و برای دریچه قطاعی در حالت جریان آزاد و مستغرق به ترتیب 698/0 و 938/0 به دست آمد. درنهایت شاخص های آماری برای 70% داده-ها که در کالیبراسیون استفاده شده بودند و 30% باقی مانده جهت اعتبار یابی، به صورت جداگانه محاسبه گردید. همچنین با استفاده از این شاخص ها دقت روابط مختلف نسبت به یکدیگر و نسبت به داده های واسنجی و اعتبار یابی مقایسه گردید. به طورکلی نتایج نشان داد که استفاده از این روش ها دارای دقت بسیار خوبی جهت کالیبراسیون می باشد و می توان آن ها را جایگزینی برای روش های پرهزینه و زمان بر میدانی قرار داد.