Faculty - دانشکده فنی و مهندسی

Faculty - دانشکده فنی و مهندسی

Master Theses

مطالعۀ آزمايشگاهي تأثير عرض تكيه گاه هاي پل بر الگوي جريان در كانال مركب با سيلاب دشت هاي شيب دار
رقيه جليلي نوري 2023
چكيده:‏ پل ها از جمله مهمترين و پركاربردترين سازه هاي رودخانه اي هستند و به عنوان كليد راه هاي ارتباطي به ‏شمار مي روند، لذا طراحي اصولي و دقيق اين سازه از اهميت بالايي برخوردار است. يكي از علل اصلي خرابي بسياري ‏از پل ها قبل از پايان عمرشان، عدم توجه به معيارهاي هيدروليكي در طراحي، اجرا و نگهداري از آن هاست. وجود ‏پايه و تكيه گاه هاي جانبي پل در عرض رودخانه باعث كاهش عرض عبوري جريان و انحراف خطوط جريان مي شوند. ‏الگوي جريان در رودخانه ها و در اطراف پايه و تكيه گاه پل بسيار پيچيده است. به طور كلي محاسبه و احداث ‏پايه ها و تكيه گاه هاي پل از مهمترين و حساس ترين مراحل يك پروژۀ پل سازي مي باشند. از مهمترين مواردي كه ‏در اين رابطه مي توان به آن اشاره نمود، اطلاعات مربوط به توزيع سرعت و الگوي جريان اطراف پايه و تكيه گاه ها ‏است. با توجه به اين كه تاكنون كمتر تحقيقي دربارۀ تاثير تكيه گاه بر روي الگوي جريان اطراف آن به ويژه در ‏كانال هاي مركب و علي الخصوص كانال مركب با سيلاب دشت شيب دار و مقايسۀ عرض تكيه گاه ها صورت گرفته ‏است، به نظر مي رسد اين تحقيق مي تواند در اين زمينه مثمر ثمر باشد. در تحقيق حاضر، الگوي جريان اطراف ‏تكيه گاه هاي پل در كانال مركب با سيلاب دشت هاي شيب دار به صورت آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفته است. ‏آزمايش ها با دبي ثابت 200 متر مكعب بر ساعت يا 56/55 ليتر بر ثانيه انجام شده است. اندازه گيري ها با وجود ‏چهار تكيه گاه با عرض هاي 5، 10، 15 و 20 سانتي متر و طول يكسان 13 سانتي متر، از فاصلۀ 5/0 متري بالادست ‏هر تكيه گاه تا حدود 9/0 متري پايين دست آن و در فواصل طولي، عرضي و عمقي مختلف انجام شده است. با ‏استفاده از نتايج برداشت شده، الگوي جريان و سرعت در جهت جريان در پلان افقي، مقاطع عرضي و مقاطع طولي، ‏توزيع عرضي سرعت متوسط در عمق، طول و عرض گردابه ها، مقدار گردابه حول محور طولي و محور ارتفاعي، ‏پايين افتادگي سطح آب در مقاطع طولي مختلف و تغييرات عمقي مؤلفه هاي سرعت طولي، عرضي و قائم بررسي ‏شده اند. با توجه به نتايج، خطوط جريان در نزديكي تكيه گاه به يكديگر نزديكتر شده و به سمت وسط كانال منحرف ‏مي شوند و با افزايش عرض تكيه گاه تجمع خطوط جريان نيز بيشتر مي شود. همچنين به دليل قرار گرفتن ‏تكيه گاه ها در مسير جريان، در سيلاب دشت بالادست و پايين دست تكيه گاه ها،
Thesis summary
شبيه سازي ميدان جريان در كانال مركب با سيلاب دشت شيبدار با حضور تكيه گاه پل با ابعاد واشكال مختلف
مهران حشمتيان 2022
پيشبيني ميدان جريان رودخانه مخصوصا در مواقع سيالبي در هنگام تشكيل كانال مركب بسيار مهم است. در اين تحقيق، به شبيه سازي ميدان جريان در كانال مركب با سيلابدشت شيبدار با حضور تكيه گاه پل با ابعاد مختلف مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور از نرم افزار محاسباتي 3D-FLOW و مدلهاي آشفتگي گروههاي دوباره نرمال شده )RNG ،)شبيه سازي گردابه بزرگ ) LES ،) دو معادله اي ω-k و دو معادله اي ε-k استفاده شده است نتايج شبيه سازي شده تكيه گاه 01 با مدل آزمايشگاهي مقايسه گرديد ،و همچنين دو شبكه بندي در ابعاد 120/1و 100/1 استفاده شده است با اين كار تعداد سلول محاسباتي را از000111 به062191 كاهش پيدا كرد. نتايج حاصله حاكي از آن است كه، مدل ω-k با در صد خطاي جذر ميانگين مربعات 010/1 % بهترين تطبيق و مدل شبيه سازي گردابهاي بزرگ ضعيفترين تطبيق با مدل آزمايشگاهي دارد. و به طوركلي ميتوان بيان كرد كه نرم افزار 3D Flow توانايي خوبي در شبيه سازي كانال مركب با سيلابدشت شيبدار با حضور تكيه گاهها را دارد.
Thesis summary
بررسي آزمايشگاهي اندازه و موقعيت بلوك هاي مياني با كف، بلوك و آستانه ي انتهايي متخلخل در حوضچه ي ‏آرامش ‏Ⅲ‏ ‏USBR
محدثه شريفي جبلي 2021
مطالعه پديده ي پرش هيدروليكي در مديريت و اجراي سازه هاي آبي نظير سرريزها از اهميت زيادي ‏برخوردار مي باشد، زيرا انرژي جنبشي زياد آب مي تواند موجب خساراتي از جمله فرسايش سازه هاي هيدروليكي و ‏در نهايت انهدام و خرابي آن ها گردد. بنابراين مهار پرش هيدروليكي و استهلاك انرژي نيازمند تأسيسات خاص ‏نظير حوضچه هاي آرامش مي باشد. حوضچه هاي آرامش توري سنگي داراي مزاياي با اهميتي از جمله سهولت در ‏اجرا و تعمير، مقرون به صرفه بودن و فاقد پديده خوردگي ناشي از كاويتاسيون مي باشند. لذا در اين تحقيق تلاش ‏گرديده در حوضچه ي آرامش توري سنگي، اثر ابعاد و اندازه هاي متفاوت بلوك هاي مياني و آستانه ي انتهايي و محل ‏قرارگيري آن ها با درصد تخلخل هاي متفاوت براساس مباني حوضچه ي آرامش ‏Ⅲ‏ ‏USBR‏ به صورت آزمايشگاهي مورد ‏بررسي قرار گيرد. آزمايش ها در فلوم افقي مستطيلي به عرض و ارتفاع 60 سانتي متر و طول 15 متر، در محدوده ‏سه عدد فرود 8/3، 5/4 و 1/5 انجام شدند. همچنين آزمايش ها با دو حوضچه ي آرامش توري سنگي با تخلخل هاي ‏‏30% و 45% و پرش در فواصل صفر و 5 سانتي متر از دريچه صورت گرفتند. نتايج آزمايش ها نشان داد عمق هاي ‏مزدوج پرش هيدروليكي در حالت كاهش 15% ابعاد ملحقات و فاصله ي بين بلوك ها و 10% فاصله ي ملحقات از ‏دريچه با تخلخل 45%، نسبت به حوضچه ي آرامش ‏Ⅲ‏ ‏USBR، حداكثر به ترتيب 22%، 24% و 20% كاهش مي يابد و ‏در حالت افزايش آن ها حداكثر به ترتيب 15%، 13% و 16% كاهش پيدا مي كند. همچنين طول نسبي پرش ‏هيدروليكي در حالت كاهش 15% ابعاد ملحقات و فاصله ي بين بلوك ها و 10% فاصله ي ملحقات از دريچه با تخلخل ‏‏45%، نسبت به حوضچه ي آرامش ‏Ⅲ‏ ‏USBR، حداكثر به ترتيب 10%، 12% و 8% كاهش مي يابد اما در حالت افزايش ‏آن ها به مقدار بسيار ناچيزي كاهش پيدا مي كند. اتلاف انرژي نسبي نيز در حالت كاهش 15% ابعاد ملحقات و ‏فاصله ي بين بلوك ها و 10% فاصله ي ملحقات از دريچه با تخلخل 45%، نسبت به حوضچه ي آرامش ‏Ⅲ‏ ‏USBR، ‏حداكثر به ترتيب 33%، 36% و 32% افزايش مي يابد و در حالت افزايش آن ها حداكثر به ترتيب 21%، 20% و 23% ‏پيدا مي كند. همچنين پارامتر كاهش عمق نسبي با كاهش ابعاد ملحقات، كاهش فاصله ي بين بلوك ها و كاهش ‏فاصله ي ملحقات از دريچه روند كاهشي را طي مي كند. از ديگر نتايج اين تحقيق نشان مي دهد كه تغيير در فاصله ي ‏ب
Thesis summary
بررسي اثر تغيير اقليم در تعيين سناريوهاي تخصيص آب در حوضه آبريز سد ‏اكباتان با مدل ‏WEAP‏ و تاثير آن بر تامين آب شرب همدان
مرضيه فراهاني 2021
چكيده: ‏ در‎ ‎اين‎ ‎تحقيق،‎ ‎اثر‎ ‎پديده‎ ‎تغيير‎ ‎اقليم‎ ‎بر‎ ‎مديريت‎ ‎مخزن‎ ‎سد اكباتان و تاثير آن بر تامين آب شرب همدان ‏بررسي شده‎ ‎است.تغيير اقليم موجب مي گردد كه همزمان با رشد جمعيت و افزايش تقاضا، منابع آبي در دسترس، ‏كاهش پيدا كرده، بحران آب روز به روز شدت يافته و بيش تر شود. به همين جهت، شناخت منابع آب و بهره برداري ‏بهينه از منابع، در شرايط تغيير اقليم، موجب اتخاذ تصميم هاي مديريتي صحيح جهت بهبود تامين آب مي گردد. با ‏توجه به اثرات تغيير اقليم بر متغيرهاي هواشناسي و هيدرولوژيكي حوضه، براي برآورد مقادير متغيرهاي بارندگي ‏و درجه حرارت در دوره آتي از مدل گردش عمومي ‏‎(GCM)‎‏ استفاده شد و مقادير تخميني اين متغيرها با مدل ‏‎ ‎SDSMريزمقياس گرديد. در‎ ‎اين تحقيق،‎ ‎با استفاده‎ ‎از‎ ‎مدل‎ ‎‏ ‏SDSM‏ خروجي‎ ‎مدل‎ ‎تغيير‎ ‎اقليم‎ canESM2 ‎را در‎ ‎منطقه‎ ‎مورد‎ ‎مطالعه‎ ‎به وسيله‎ ‎داده‎ ‎هاي مشاهداتي‎ ‎كه‎ ‎داراي‎ ‎آمار‎ ‎بلندمدت‎ ‎اقليمي مي باشند،‎ ‎ريزمقياس‎ ‎نموده‎ ‎و‎ ‎با‎ ‎در‎ ‎نظر‎ ‎گرفتن سناريوهاي‎ ‎تغيير‎ ‎اقليم‎ RCP2.6 ‎،‎ RCP4.5 ‎و‎ RCP8.5 ‎،‎ ‎براي‎ ‎دوره آينده، سال هاي‎ ‎‏1396-1415‏‎ ‎تغيير‎ ‎اقليم‎ ‎منطقه،‎ ‎مورد‎ ‎ارزيابي‎ ‎قرار‎ ‎گرفته‎ ‎است. نتايج ريزمقياس نمايي، نشان دهنده كاهش ميانگين بارندگي نسبت به دوره ‏پايه بوده و در تمامي ماه ها، افزايش دما بر اساس سناريوها حاصل شد.‏ براي تخمين جريان ورودي به سد، از مدل بارش-رواناب ‏IHACRES‏ استفاده شد. مدلIHACRES ‎‏ با‎ ‎مقدار‎ ‎ضريب تعيين‎ ‎‏ 74/0 كاليبره‎ ‎و‎ ‎پس‎ ‎از‎ ‎صحت سنجي‎ ‎مدل مقدار‎ ‎رواناب‎ ‎براي‎ ‎دوره آتي، تحت‎ ‎اثر‎ ‎سناريوهاي‎ ‎اقليمي‎ ‎پيش بيني‎ ‎شد. جهت بررسي اثر تغيير اقليم بر روي تخصيص سد اكباتان، از مدل برنامه ريزي يكپارچه منابع آب ‏WEAP‏ استفاده شد. ابتدا‎ ‎شرايط واقعي‎ ‎مصارف‎ ‎و‎ ‎منابع حوضه‎ ‎آبريز‎ ‎در‎ ‎شرايط‎ ‎موجود، سال (1395) مدل گرديد. ‏مقادير كمبود ساليانه براي تمامي بخش هاي مصرفي در مرز محدوده مجاز قرار گرفت. سپس با در نظر گرفتن نرخ ‏رشد جمعيت در دوره 20 ساله مدل سازي و ثابت در نظر گرفتن ميزان تقاضا در ساير بخش ها و همچنين وضعيت ‏مشابه منابع تامين آب، در گذشته، سناريوي مرجع تعريف گرديد. نتايج نشان داد نسبت به شرايط پايه، كمبود ‏سالانه افزايش يافته است. در گام بعدي، طي يك سناري
Thesis summary
بررسي آزمايشگاهي اثر زبري متفاوت ديوارهاي كناري و كف، بر ضريب زبري ‏معادل در كانال مركب با سيلاب دشت هاي شيب دار
سيدولي باران 2021
چكيده: ‏ هدف اصلي كار تحقيقاتي حاضر، بررسي تأثير زبري مختلف كانال اصلي و سيلاب دشت در مكانيسم ‏جريان و زبري معادل كانال مركب است. به همين دليل موارد زبري مختلف كانال اصلي و سيلاب دشت ها با عمق ‏نسبي مختلف جريان بررسي شده اند. توزيع سرعت در جهت جريان در كانال اصلي و سيلاب دشت ها، سرعت متوسط ‏در جهت جريان در مقطع كلي كانال مركب، جريان ثانويه، تنش و نيروي برشي مرزي، زبري معادل، و در پايان اين ‏تحقيق ظرفيت انتقال كانال اصلي و سيلاب دشت ها و همچنين ظرفيت انتقال كل كانال مركب براساس موارد ‏مختلف زبري تعيين شده هستند. براي تعيين زبري معادل و ظرفيت انتقال كانال مركب، از روش هاي اصلاح شده ‏لوتر1، هورتن2 و پاولسكي3 استفاده شده، تا بدانيم كدام يك از روش هاي مورد استفاده براي كانال مركب كه ‏داراي سيلاب دشت هاي شيب دار جانبي است، بهتر است. نتايج آزمايشات نشان مي دهد كه حداكثر سرعت در جهت ‏جريان در نزديكي مركز كانال اصلي بوجود مي آيد و سپس دوباره در خط مياني كانال اصلي كاهش مي يابد. به دليل ‏افزايش عمق نسبي جريان، افزايش سرعت جريان در سيلاب دشت ها از كانال اصلي بيشتر است. زبري ديواره ‏سيلاب دشت ها نقش مهمي در جريان كانال مركب ندارد. همچنين ظرفيت انتقال سيلاب دشت ها با افزايش زبري ‏بستر كانال اصلي افزايش مي يابد. ظرفيت انتقال كلي كانال مركب با افزايش اندازه ذرات مواد زبري سطح كاهش ‏مي يابد. و همچنين زبري معادل كانال مركب با افزايش اندازه ذرات مواد زبري سطح افزايش مي يابد. زبري بستر ‏كانال اصلي و سيلاب دشت ها و همچنين زبري ديواره كانال اصلي در كاهش ظرفيت انتقال كانال مركب نقش مهمي ‏دارند. همچنين نتايج نشان مي دهد كه روش اصلاح شده لوتر براي تعيين ضريب زبري معادل كانال مركب بسيار ‏مناسب است.‏
Thesis summary
مطالعه آزمايشگاهي موقعيت و درصد بازشدگي آبشكن نفوذپذير بر تغييرات ‏توپوگرافي بستر در اطراف آبشكن نفوذناپذير در تركيب دوتايي آبشكن نفوذپذير ‏و نفوذناپذير
نگين فرضي 2021
چكيده: ‏ آب شكن ها سازه هايي هستند كه عمدتاً براي حفاظت از ساحل رودخانه استفاده مي شوند. مسأله ‏آب شستگي پيرامون آب شكن ها يكي از پارامترهاي مهم در طراحي آن ها مي باشد. وجود آب شكن در مسير جريان ‏سيلاب، باعث تغيير الگوي جريان و هدايت جريان به سمت محور رودخانه مي شود. اين تغيير الگو و تنگ شدگي ‏محور رودخانه باعث افزايش سرعت در محل آب شكن شده و منجر به ايجاد آب شستگي و حركت رسوبات بستر ‏مي شود و پايداري سازه را به مخاطره مي اندازد. طراحي صحيح آب شكن محافظ مي تواند حداكثر عمق آب شستگي ‏اطراف آب شكن ها را به طور قابل توجهي كاهش دهد. مرور تحقيقات گذشته بيان گر كمبود مطالعه در زمينه تأثير ‏فاصله آب شكن هاي محافظ از آب شكن نفوذناپذير بر بهبود شرايط فرسايش و رسوب گذاري مي باشد. لذا در اين ‏تحقيق، به منظور كاهش ميزان آب شستگي پيرامون آب شكن نفوذناپذير، تأثير سازه آب شكن محافظ با درصد ‏نفوذپذيري هاي متفاوت و فواصل مختلف قرارگيري نسبت به آب شكن نفوذناپذير به صورت آزمايشگاهي بررسي شد. ‏آزمايش ها‎ ‎در شرايط آب زلال و با آب شكن هاي با درصدهاي نفوذپذيري صفر، 30، 50 و 70 درصد درون فلومي به ‏عرض 60 سانتي متر و طول 15 متر و عمق جريان ثابت 14 سانتي متر انجام شد. در اين تحقيق از آب شكن ‏نفوذناپذير و نفوذپذير استفاده شد. آب شكن نفوذناپذير در موقعيت مناسب در فلوم نصب شد. پس از آن آب شكن ‏نفوذپذير در فواصل مختلف در جلوي آب شكن نفوذناپذير قرار گرفت. در نهايت جريان در فلوم برقرار گرديد و ‏توپوگرافي بستر در اطراف آب شكن ها با استفاده از عمق سنج نقطه اي برداشت شد. نتايج آزمايش هاي صورت گرفته ‏در فواصل مختلف و نفوذپذيري هاي متفاوت آب شكن هاي نفوذپذير نشان داد كه حداكثر كاهش عمق آب شستگي ‏پيرامون آب شكن نفوذناپذير در آب شكن با نفوذپذيري 30 درصد در فاصله 24 سانتي متري از آب شكن نفوذناپذير، ‏در آب شكن با نفوذپذيري 50 درصد در فاصله 21 سانتي متر و در آب شكن با نفوذپذيري 70 درصد در فاصله 9 ‏سانتي متر به ترتيب 76 و 50 و 8/20 درصد نسبت به حالت قرارگيري آب شكن نفوذناپذير تك، اتفاق افتاده است. با ‏افزايش فاصله بين آب شكن ها تا فاصله بهينه، تغييراتي در الگوي فرسايش اطراف آب شكن ها به وجود خواهد آمد و ‏بعد از آن، شكل الگوي فرسايش چه از نظر عمق نقاط مختلف و چه از نظر گستردگي در راستاهاي طولي و عرضي ‏تغييري
Thesis summary
مطالعه آزمايشگاهي تاثير شكل پايه پل بر آب شستگي اطراف آن در خاك هاي ‏ماسه اي رس دار با مقدار رس مختلف
پيام صادقيان 2020
چكيده: ‏ آب شستگي اطراف پايه هاي پل به عنوان يكي از مهم ترين و مؤثرترين عوامل تخريب پل ها است. در واقع ‏نوعي فرسايش در اطراف پايه ها است كه در اثر جريان هاي پيچيده گردابي رخ داده و به صورت كلي باعث ايجاد يك ‏گودال در اطراف پايه هاي پل مي شود. بررسي مقدار اين آب شستگي براي طراحي از اهميت ويژه اي برخوردار است. ‏در خاك هاي ماسه اي اين موضوع بسيار مورد توجه قرار گرفته و مطالعه شده است. اما در خاك هاي ماسه اي رس-‏دار، به دليل حضور رس موضوع كمي پيچيده تر است؛ به ويژه كه شكل پايه پل نيز بر ميزان آب شستگي مؤثر است. ‏بنابراين مسأله اصلي مورد توجه در اين تحقيق، مطالعه آزمايشگاهي تاثير شكل پايه پل همراه با درصد رس مختلف ‏بر ميزان آب شستگي اطراف پايه پل است كه در اين زمينه قبلاً پژوهشي انجام نشده است. ‏ در اين تحقيق، تاثير شكل هندسي پايه هاي پل دايره اي، شش ضلعي و مستطيلي و تاثير جنس مصالح ‏بستر بر ميزان حداكثر عمق آب شستگي بررسي شده است. طبق نتايج به دست آمده در جريان آزمايش، در نهايت ‏چنين برداشت شد كه شكل پايه، تاثير شگرفي بر پديده آب شستگي در اطراف پايه هاي پل خواهد گذاشت و‎ ‎هر چه ‏زواياي پايه در جهت جريان تيزتر شود باعث افزايش‎ ‎حداكثر‎ ‎عمق‎ ‎آب شستگي‎ ‎خواهد‎ ‎شد. عمق آّب شستگي به ترتيب ‏در اطراف پايه مستطيلي، شش ضلعي و دايره اي بيشتر است. پايه دايره اي و پايه شش ضلعي تاثير تقريبا مشابهي بر ‏روي ميزان حداكثر عمق آب شستگي دارند اما عملكرد پايه دايره اي به نسبت بهتر است. در واقع در پايه پل ‏دايره اي و شش ضلعي به علت جداشدگي كم تر جريان در اطراف پايه نسبت به پايه مستطيلي شكل، مقدار حداكثر ‏عمق آب شستگي به ميزان قابل ملاحظه اي كاهش مي يابد. به طور كلي هر چه لبه هاي پايه تيزتر و به زاويه 90 درجه ‏نزديك تر باشد عمق گودال آب شستگي بيشتر شده و حداكثر عمق آب شستگي به لبه بالادست نزديك تر مي باشد. ‏علت اين امر را مي توان افزايش قدرت گرداب هاي نعل اسبي در لبه هاي تيزتر دانست. همچنين بررسي‎ ‎دو‎ ‎نمونه‎ ‎مصالح‎ ‎در‎ ‎شرايط هيدروليكي‎ ‎يكسان‎ ‎نشان‎ ‎داد‎ ‎كه در ماسه رد شده از الك شماره هشت، حداكثر عمق آب شستگي ‏اطراف پايه، بيش تر از عمق و توسعه گودال اطراف همان پايه در ماسه مانده روي الك شماره هشت مي باشد. به ‏عبارت ديگر، افزايش قطر مصالح، باعث كاهش آب شستگي مي شود. در نهايت نتايج
Thesis summary
بررسي آزمايشگاهي عملكرد حوضچه ي آرامش با كف توري سنگي با درصد تخلخل هاي مختلف
مهشيد حيدري 2019
پرش هيدروليكي يكي از انواع جريان هاي متغير سريع است و چنان چه آب در قسمتي از مسير جريان داراي شرايط فوق بحراني باشد و بخواهد به شرايط زير بحراني تغيير رژيم دهد؛ لازم است عمق جريان در مسير نسبتاً كوتاهي به ميزان قابل توجهي افزايش يافته و در نتيجه با استهلاك انرژي محسوسي روبه رو خواهد شد. زبري بستر، عامل مؤثري در كاهش هزينه حوضچه هاي استهلاك انرژي مي باشد. ابعاد اين سازه ها، بستگي مستقيم به مشخصات پرش هيدروليكي دارد. از اين رو براي اقتصادي تر كردن اين سازه ها، از ديرباز مطالعات گسترده اي به منظور مطالعه مشخصات پرش هيدروليكي و چگونگي كنترل آن و يا به حداقل رساندن ابعاد آن صورت گرفته است. از جمله در سال هاي اخير مشخص گرديده است كه زبري ممتد حوضچه هاي آرامش مي تواند در كاهش ابعاد موثر باشد. با چنين فرضيه اي، تحقيق حاضر صورت گرفته است تا با انجام آزمايش هاي آزمايشگاهي بتوان ميزان و نحوه تاثير آن را مشخص نمود. در اين تحقيق، پرش هيدروليكي بر روي بستر زبر مورد بررسي قرار گرفته و تاثيرات زبري بر روي پارامترهاي پرش و افت انرژي، عمق مزدوج، طول پرش و فاصله پرش از دريچه مورد بررسي قرار گرفته است. پرش هيدروليكي بر روي بسترهاي زبر با زبري هاي مختلف در فلوم افقي مستطيلي با عرض 60 سانتي متر، طول 15 سانتي متر و اعداد فرود بين 5/1 تا 7 انجام شده است. آزمايش ها براي بستر صاف و سه كف متخلخل و 9 بازشدگي متفاوت دريچه انجام گرديد. در نهايت مشخص شد كه عمق ثانويه پرش بر روي سطوح زبر نسبت به سطوح صاف كاهش دارد و طول پرش هم در كف متخلخل نسبت به صاف كاهش پيدا مي كند. در اين تحقيق، آزمايش ها در چهار دسته تقسيم بندي شده اند: 1- پرش هيدروليكي در كف صلب 2- پرش هيدروليكي در كف متخلخل 30% 3- پرش هيدروليكي در كف متخلخل 45% 4- پرش هيدروليكي در كف متخلخل 60%، نتايج نشان داد كه در كف صلب؛ طول پرش هيدروليكي، عمق اوليه، عمق ثانويه، عمق مزدوج و عمق پاياب بيشترين مقادير را دارند. بنابراين هر چقدر تخلخل افزايش يابد اين پارامترها كاهش مي يابند.
Thesis summary
مطالعه آزمايشگاهي عملكرد حوضچه هاي آرامش با كف صلب و توري سنگي منضم به بلوك هاي متخلخل مياني و دندانه ي انتهايي
هدي نبوي 2019
يكي از روش هاي متداول ﺑﺮاي اﺳﺘﻬﻼك اﻧﺮژي ﺟﻨﺒـﺸﯽ ﺟﺮﯾـﺎن در ﭘـﺎﯾﯿﻦدﺳـﺖ ﺳـﺎزهﻫـﺎي آﺑـﯽ در ﺣﻮﺿﭽﻪﻫﺎي آراﻣﺶ، ﭘﺮش ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. پرش هيدروليكي، از نوع جريان هاي متغير سريع است كه عبارت است از تغيير حالت جريان از فوق بحراني به زيربحراني. زبري كف حوضچه عامل مهمي در كنترل، كاهش طول و عمق ثانويه و نيز افزايش افت انرژي توسط پرش هيدروليكي مي باشد. جهت كاهش ابعاد حوضچه آرامش اقداماتي مانند ساخت بلوك هاي بلوك هاي مياني، پله هاي مثبت و منفي و آستانه انتهايي به منظور اتلاف بيشتر انرژي جنبشي جريان در محدوده پرش هيدروليكي و كاهش مشخصه هاي آن مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين تحقيق تلاش گرديده است كه پرش هيدروليكي در حوضچه آرامش به همراه بلوك هاي مياني و آستانه انتهايي طبق استاندارد ابعاد حوضچه آرامش به صورت آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گيرد. با اين تفاوت كه در اين پژوهش بلوك هاي مياني و آستانه انتهايي و نيز كف بستر، علاوه بر حالت صلب، در حالت توري سنگي با درصد تخلخل هاي مختلف نيز ساخته شده و مورد بررسي و آزمايش قرار گرفتند. اين آزمايش ها به سه دسته : 1- آزمايش هاي بدون بلوك هاي مياني و بدون آستانه انتهايي 2- آزمايش هاي با بلوك هاي مياني و آستانه انتهايي 3- آزمايش هاي با بلوك هاي مياني و بدون آستانه انتهايي، تقسيم گرديد.تعداد آزمايش هاي انجام شده جمعاً 216 آزمايش مي باشد كه اثر پارامترهاي طول پرش، درصد تخلخل، عمق اوليه و ثانويه، عدد فرود و ميزان افت انرژي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه افزايش ميزان تخلخل بلوك هاي مياني و آستانه انتهايي و همچنين كف بستر با عث كاهش طول پرش هيدروليكي، عمق اوليه و عمق ثانويه مي گردد. همچنين مشاهده مي شود كه اتلاف انرژي نسبي پرش هيدروليكي در هر نوع كف بستر اعم از متخلخل و صلب، با افزايش درصد تخلخل بلوك و آستانه روند افزايشي را طي مي كند. طول پرش هيدروليكي، عمق اوليه و عمق ثانويه بر روي بستر با مانع نسبت به بستر بدون مانع بسيار كاهش مي يابد و درنهايت مشاهد شد كه اتلاف انرژي نسبي بر روي بستر با مانع نسبت به بستر بدون مانع افزايش مي يابد.
Thesis summary
شبيه سازي عددي الگوي جريان و آبشستگي در اطراف موانع توري سنگي تي شكل با تخلخلهاي متفاوت بال و جان در كانال مستقيم
سعيد هدايتي ارام 2019
: از جمله مسائل مهم در طراحي موانع، پديده آبشستگي موضعي در دماغه آن است كه در اثر تغيير در الگوي جريان و وجود گردابه هاي قوي پديدار مي شود. در سال هاي اخير، اكثر تحقيقات انجام شده بر روي موانع باز و بسته استوار بوده و اغلب به صورت آزمايشگاهي انجام شده است. بنابراين در اين تحقيق، آبشستگي و الگوي جريان سه بعدي در اطراف مانع توري سنگي Tشكل با استفاده از مدل عددي Flow-3D و مدل آشفتگي (k-ω) شبيه سازي شده و با نتايج آزمايشگاهي مقايسه گرديده است. نتايج نشان داد كه مدل (k-ω)، در پيش بيني حداكثر عمق آبشستگي و الگوي جريان در اطراف مانع توري سنگي T شكل، انطباق بهتري با نتايج آزمايشگاهي دارد. به طوري كه محل وقوع آبشستگي و حداكثر عمق آبشستگي به دست آمده از شبيه سازي عددي به نتايج آزمايشگاهي نزديك مي باشد. همچنين افزايش نفوذپذيري جان تاثير به سزائي در كاهش آشفتگي جريان، جريان هاي گردابه اي و سرعت عرضي دارد.
Thesis summary
مطالعه ازمايشگاهي چگونگي توزيع فشار بر روي موانع توري سنگي با درصد تخلخل هاي متفاوت در كانال مستقيم با بستر ثابت
مهشيد گودرزي 2018
آبشكن ها ديواره هاي عرضي هستند كه در كنار ساحل رودخانه، ساخته شده و به حفاظت ديواره ها كمك مي كند. از نظر هيدروديناميكي، تقابل بين آبشكن هاي متخلخل واقع در مسير جريان و سيال اطراف آن پيچيده بوده و محاسبات نيرو بر روي آن ها از اهميت ويژه اي برخوردار است. در اين تحقيق با استفاده از روش جديدي، در تركيب نتايج آزمايشگاهي با حل عددي، ميدان سرعت جريان پيرامون آبشكن هاي توري سنگي با تخلخل هاي متفاوت ، در آزمايشگاه اندازه گيري شده و با داشتن ميدان جريان، با روش عددي، معادلات ميانگين زماني ناوير- استوكس براي جريان آشفته حل مي شوند، و توزيع ميدان فشار پيرامون آن ها بدست مي آيد. سپس با استفاده از ميدان فشار نيروي درگ وارد بر آبشكن ها و ضريب درگ بررسي مي شود. شبكه بندي اين پژوهش از نوع شبكه بندي جابه جا شده پسرو سه بعدي غيريكنواخت مي باشد. نتايج نشان داد كه جدايش جريان براي آبشكن ها با افزايش تخلخل كاهش مي يابد. همچنين با افزايش درصد تخلخل، نيرو و ضريب درگ كاهش يافته و ضريب دراگ با درصد تخلخل آبشكن ها با تقريب مناسبي از يك ارتباط خطي تبعيت مي نمايد
Thesis summary
مطالعه آزمايشگاهي الگوي جريان و آبشستگي در اطراف موانع توري سنگي تي شكل با تخلخل هاي متفاوت بال و جان در كانال مستقيم با بستر متحرك
آزاده رضايي 2018
يكي از روش هاي محافظت و تثبيت سواحل رودخانه ها استفاده از آبشكن مي باشد. استفاده از آبشكن باعث انحراف جريان از كناره ها گرديده و آن را به سمت محور اصلي رودخانه هدايت كرده كه اين امر سبب حفاظت سواحل مي گردد .در واقع آبشكن ها با اصلاح شرايط هيدروليكي جريان، قدرت فرسايشي آب و توان حمل رسوبي را در فاصله دو آبشكن كاهش داده و زمينه رسوب گذاري و تثبيت كناره هاي رودخانه را فراهم مي آورند. با ساخت آبشكن شرايط جديدي در رودخانه ايجاد مي شود كه منجر به آبشستگي اطراف دماغه آبشكن ها مي گردد .اگر عمق آبشستگي به پي آبشكن برسد، سبب واژگوني و تخريب آبشكن گرديده و خسارات فراواني را به همراه خواهد داشت، كه با اطلاع از ميزان آبشستگي و الگوي جريان اطراف آبشكن ها مي توان طراحي آبشكن را با دقت بيشتري انجام داد. در اين تحقيق تلاش گرديده تا الگوي جريان و توپوگرافي بستر حول آبشكن هاي توري سنگي تي شكل به صورت آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گيرد. در اين زمينه، ابتدا زمان تعادل آزمايش هاي آبشستگي (با انجام آزمايش هاي زمان تعادل) تعيين شد. تغييرات توپوگرافي بستر بر اثر تغيير درصد تخلخل در بال و جان آبشكن با انجام آزمايش هايي مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش هاي الگوي جريان نيز با بررسي اثر تغيير درصد تخلخل بال و جان آبشكن انجام پذيرفت. با بررسي نتايج مشاهده شد كه با افزايش درصد تخلخل بال و جان از مقدار ماكزيمم آبشستگي كاسته شده است. همچنين افزايش درصد تخلخل جان، داراي تاثير بيشتري در كاهش مقدار بيشينه آبشستگي نسبت به افزايش تخلخل بال است. لازم به ذكر است با افزايش درصد تخلخل بال آبشكن از مقدار 30 به 50 درصد اين نوع آبشكن به سمت آبشكن تيغه اي متمايل شده و بر مقدار آبشستگي آن افزوده مي شود. با افزايش درصد تخلخل بال و جان علاوه بر كاهش مقدار بيشينه سرعت ايجاد شده در قسمت دماغه آبشكن محدوده اين افزايش سرعت نيز كاهش يافته است. همچنين با افزايش درصد تخلخل جان مقدار جريان عبوري از جان آبشكن افزايش يافته و در نتيجه عمق و ابعاد حفره آبشستگي كاهش مي يابد
Thesis summary
شبيه سازي عددي توپوگرافي بستر و ميدان جريان در اطراف موانع شمع هاي دو رديفه متوالي و زيگزاگي و موانع توري سنگي در كانال مستقيم با بستر متحرك
عماد كهريزي 2018
فرسايش بستر و سواحل رودخانه و انتقال رسوب يكي از دلايل مهاجرت و تغييرات مورفولوژي رودخانه اي است. آبشكن ها جهت هدايت جريان در امتداد مسير اصلي آبراهه و حفاظت سواحل در برابر فرسايش به كار مي روند. احداث آبشكن ها منجر به ايجاد تغييراتي در الگوي جريان مي شود كه مهمترين تبعات آن پديده آبشستگي موضعي در اطراف آبشكن است. يكيازشاخص هايمهمدرتعيينمشخصاتحفرهآبشستگي، حداكثرعمقآبشستگي است. براي فهم بهتر مكانيسم آبشستگي در اطراف اين سازه هاي رودخانه اي، مطالعه الگوي جريان و تغييرات سرعت در اطراف آن مورد توجه است. همچنين با توجه به پيچيدگي مسائل مطرح در مهندسي رودخانه و نياز به تحليل سه بعدي جريان و رسوب در آن ها، استفاده از مدل هاي عددي براي شبيه سازي جريان و رسوب امري اجتناب ناپذير مي باشد. با توجه به آن كه مدل هاي عددي به عنوان يك ابزار توانمند مي توانند جريان هاي آشفته را شبيه سازي كنند، در اين تحقيق با استفاده از مدل هاي سه بعدي SSIIM و مدل آشفتگي k-ε و مدل Flow-3D و مدل آشفتگي RNG، ميزان آبشستگي و سرعت در اطراف آبشكن هاي مختلف بررسي شده است. با بررسي حداكثر عمق آبشستگي و سرعت هاي طولي، عرضي و قائم به دست آمده از شبيه سازي توسط مدل هاي عددي و مقايسه آن با نتايج آزمايشگاهي، توانايي اين نرم افزار در شبيه سازي و تخمين محل حداكثر عمق آبشستگي و همچنين سرعت بررسي شده است. مقايسه نتايج حاصل از مدل هاي عددي و داده هاي آزمايشگاهي حاكي از توانايي مدل عددي در شبيه سازي موقعيت و ميزان عمق آبشستگي در محدوده آبشكن ها مي باشد. نتايج نشان داده است كه هر دو مدل عددي به لحاظ كمي و كيفي به خوبي عمل كرده اند. مدل عددي SSIIM توانايي بيشتري در شبيه سازي سرعت هاي طولي و عرضي در اطراف آبشكن را دارد و خطاي به دست آمده از نتايج آن ها كمتر از مدل عددي Flow-3D است. همچنين بررسي نتايج نشان داد كه نزديكي دماغه آبشكن، محل افزايش آني سرعت طولي جريان مي باشد و سرعت هاي طولي جريان در محدوده بين آبشكن ها و در نزديكي ديواره كانال نسبتا پايين و حتي نزديك صفر هستند. همچنين سرعت هاي عرضي و قائم در محل آبشكن افزايش مي يابند. در نهايت مقايسه اي بين درصد خطاهاي به دست آمده از هر دو مدل عددي انجام شد. نتايج نشان داد كه مقادير درصد خطا در مدل عددي SSIIM به علت تاثير پارامترهايي از جمله اثر زبري مانينگ، سرعت س
Thesis summary
مقايسه آزمايشگاهي تأثير شمع هاي دورديفه زيگزاگي و در امتداد هم بر الگوي جريان و توپوگرافي بستر در كانال مستقيم با بستر متحرك
سيده صديقه پزين فوشازده 2016
يكي از روش هاي ساماندهي رودخانه و كنترل فرسايش سواحل، استفاده از آبشكن مي باشد. آبشكن ها با تعديل شرايط هيدروليكي و ايجاد جريان آرام، قدرت فرسايشي آب و توان حمل مواد رسوبي را كاهش داده و زمينه مساعدي براي رسوب گذاري و تثبيت كناره ها فراهم مي آوردند. در پژوهش حاضر به بررسي آزمايشگاهي آبشستگي و الگوي جريان حول آبشكن هاي بسته و باز (شمع كوبي) يك رديفه و دورديفه پرداخته شده است. هدف از انجام اين تحقيق بررسي اثر عدد فرود جريان، زاويه اتصال آبشكن به ساحل مجاور، ميزان نفودپذيري، آرايش و فاصله رديف ها در آبشكن هاي دورديفه بر الگوي جريان حول آبشكن و ابعاد حفره آبشستگي مي باشد. آزمايشات آبشستگي از طريق برداشت توپوگرافي بستر با استفاده از سيستم اندازه گيري فاصله از كف دستگاه ADV انجام شده است. آزمايشات الگوي جريان شامل اندازه گيري سرعت ها در سه جهت x، y و z و با استفاده از دستگاه سرعت سنج سه بعدي ADV در حالت بستر انعطاف پذير انجام شده است. نتايج آزمايشات بررسي توپوگرافي بستر حاكي از آن است كه افزايش عدد فرود جريان، باعث افزايش ابعاد حفره آبشستگي و پشته رسوبي مي شود. مقادير حداكثر آبشستگي در آبشكن هاي جاذب و دافع بسيار نزديك به هم و با برتري اندك آبشكن دافع نسبت به جاذب همراه است. ناحيه آبشستگي در اين آبشكن ها محدود به دماغه بوده و مقادير آن نسبت به آبشكن قائم كمتر مي باشد. اثر افزايش درصد بازشدگي آبشكن بر مقدار حداكثر آبشستگي حول آبشكن ها، كاهشي است. هم چنين بررسي هاي انجام شده نشان مي دهد كه در آبشكن هاي دورديفه در امتداد هم، افزايش فاصله دو رديف آبشكن منجر به كاهش مقادير حداكثر عمق آبشستگي مي شود در حالي كه در آبشكن هاي زيگزاكي، افزايش آبشستگي را در پي دارد. نتايج آزمايشات الگوي جريان با تغييرات توپوگرافي بستر تطابق داشته و نشان مي دهد كه با كاهش ميزان نفوذپذيري آبشكن، تأثير اين سازه بر الگوي جريان افزايش يافته و جريان هاي ثانويه كه عامل ايجاد آبشستگي در بستر هستند، شدت مي يابند. در بررسي اثر زاويه اتصال آبشكن به ساحل، مقادير و محدوده جريان هاي عرضي و پايين رونده در آبشكن هاي مايل نسبت به آبشكن قائم كاهش داشته است. نتايج مربوط به بررسي آرايش و فاصله آبشكن هاي دورديفه نشان دهنده تأثيرگذاري عامل افت انرژي جريان عبوري از بين ميله ها، بر الگوي جريان و آبشستگي حول آبشكن مي باشد.
بررسي آزمايشگاهي الگوي جريان و آبشستگي بهدليل حضور مانع توريسنگي در مسير جريان در كانال مستقيم با بستر متحرك
زينب بادپا 2016
از جمله روشهاي متداول كنترل فرسايش كناري رودخانهها، استفاده از آبشكن ميباشد كه در صورت طراحي و اجراي صحيح، علاوه بر كنترل فرسايش كناري، منجر به بازيابي و احياي اراضي باارزش حاشيه رودخانهها ميشود . از جمله آبشكنهاي باز مورد استفاده در حفاظت رودخانهها، آبشكنهاي توريسنگي ميباشد. آبشستگي موضعي دماغه آبشكن، يكي از مسائل مهم در طراحي اين سازهها ميباشد كه به علت تنگشدگي مقطع جريان و وجود گردابههاي قوي اتفاق ميافتد . در اين تحقيق تلاش گرديده تا الگوي جريان و توپوگرافي بستر حول آبشكنهاي توريسنگي به صورت آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گيرد. در اين زمينه، ابتدا زمان تعادل آزمايشهاي آبشستگي ) با انجام آزمايشهاي زمان تعادل( تعيين شد. تغييرات توپوگرافي بستر بر اثر تغيير طول، تخلخل و زاويه اتصال به ساحل آبشكن و همچنين تغييرات عددفرود جريان در دبي ثابت با انجام آزمايشهايي مورد بررسي قرار گرفت. آزمايشهاي الگوي جريان نيز با بررسي اثر سه پارامتر طول، تخلخل و زاويه اتصال به ساحل آبشكن انجام پذيرفت. تعداد آزمايشهاي انجام شده جمعاً 44 آزمايش ميباشد. نتايج نشان ميدهد كه افزايش طول آبشكن باعث افزايش حداكثر عمق آبشستگي و همچنين ابعاد حفره آبشستگي ميشود. با توجه به نتايج آزمايشهاي الگوي جريان در اين زمينه، افزايش ميزان تنگشدگي مقطع و بهتبع آن، افزايش سرعت جريان در دماغهي آبشكن به همراه توسعه جريانهاي عرضي و قائم منجر به افزايش حداكثر عمق و ابعاد حفره آبشستگي ميشود. آبشكنهاي قائم موجب توسعه بيشتر جريانهاي گردابي افقي و عمودي و گردابههاي نعلاسبي ميشوند و بههمين دليل مقادير حداكثر عمق آبشستگي بيشتري نسبت به آبشكنهاي زاويهدار، در طول ثابت، ايجاد ميكنند. با افزايش تخلخل آبشكنهاي توريسنگي، حداكثر عمق آبشستگي كاهش پيدا كرده و الگوي جريان به ميزان كمتري تحتالشعاع حضور آبشكن قرار ميگيرد. همچنين مشاهدات نشان ميدهد كه در دبي ثابت، با افزايش عدد فرود جريان، مقادير حداكثر عمق آبشستگي و ابعاد حفرهي آبشستگي اطراف آن افزايش مييابد.
مقايسه مدل هاي مختلف آشفتگي براي بررسي تاثير مانع موجود در قوس خارجي بر ميدان سرعت در كانال روباز با قوس 90 درجه با بستر متحرك
حميد ميرزايي 2015
بيشتر رودخانه ها به صورت طبيعي تمايل دارند كه از يك الگوي مارپيچ در دشتهاي آبرفتي پيروي كنند. اين جريان هاي پر پيچ و خم به طور معمول داراي يك ناحيه كم عمق در قسمت داخلي قوس و ناحيه اي عميق تر در ناحيه خارجي قوس هستند. با توجه به اين واقعيت كه نيروي گريز از مركز روي سرعت هاي طولي تأثيرگذار هستند. نيروي اينرسي بزرگتر، ذرات آب با سرعت بيشتر را به طرف ديواره خارجي انحنا هدايت مي كند. با توجه به قانون پايستگي جرم و اصل پيوستگي ذرات، جريان نزديك كف به سمت جداره داخلي قوس تمايل پيدا مي كند. اين پديده باعث ايجاد جريان ثانويه در مقطع عرضي قوس مي شود كه با جريان اصلي ادامه مي يابد و توليد يك جريان حلزوني مي كند. اين الگوي عرضي ايجاد شده اساس ايجاد فرآيند پيچيده فرسايش و رسوبگذاري بستر رودخانه ها مي باشد. عرض مئاندرهاي طبيعي كه در زمينهاي داراي شيب ملايم جريان دارند به تدريج در طول قوس كاهش مي يابد. دراين پژوهش براي شناخت رفتار جريان در قوس رودخانه و تاثير قرارگيري آبشكن، يك كانال قوسي روباز مورد بررسي قرار گرفته و مدلسازي شده است. در ابتدا به بررسي الگوي جريان در قوس هاي 90 درجه ساده بدون قرارگيري آبشكن و سپس با قرارگيري آبشكن در موقعيت 45 درجه با شعاع انحناي نسبي R=4b با مقايسه مدل هاي مختلف آشفتگي در بستر متحرك پرداخته خواهد شد. همچنين براي مشخص شدن مشكلات بررسي بستر متحرك نسبت به بستر صلب، بررسي اجمالي بستر صلب در آغاز فصل پنجم صورت گرفته است. در ادامه الگوي جريان و توپوگرافي بستر در موقعيت قرارگيري آبشكن در موقعيت هاي 30 و 60 درجه مورد بررسي قرار خواهد گرفت. براي مدلسازي جريان از نرم افزار FLOW3D استفاده شده است.
مقايسه مدل هاي مختلف آشفتگي در تخمين آبشستگي اطراف آبشكن با درصد هاي مختلف بازشدگي
زهره حيدري 2015
پيش بيني ميزان آبشستگي اطراف سازه هاي احداث شده در رودخانه ها به علت ماهيت سه بعدي جريان براي مهندسين هيدروليك امري دشوار تلقي مي شود. آبشستگي در اثر اندركنش نيروهاي زير حاصل مي شود: 1- نيروي محرك ناشي از جريان كه در راستاي جدا كردن ذره از بستر عمل مي كند. 2- نيروي مقاوم ناشي از اصطكاك ذرات و وزن ذره كه در برابر حركت ذره مقاومت كرده و مانع جدايي ذره از بستر مي شود. حركت يك ذره هنگامي آغاز مي شود كه نيروهاي اعمال شده توسط جريان يعني نيروي كشساني و بالابرنده كه باعث جداشدن ذره از بستر مي شوند، بر نيروي مقاوم ذره غالب آيد. در اين تحقيق تلاش گرديده كه الگوي آبشستگي و ميدان جريان در اطراف آبشكن هاي نصب شده در كناره رودخانه ها با استفاده از نرم افزار FLOW-3D شبيه سازي گردد. در اين زمينه ابتدا براي كاليبراسيون، نتايج حاصل از تمام مدلهاي مختلف آشفتگي موجود در FLOW-3D (مدل طول اختلاط پرانتل(Prandtl mixing length)، مدل يك معادله اي (One-equation model)، مدل دو معادله اي (Two-equation (K-Ɛ) model)، مدل گروه نرمال شده (RNG model) و مدل شبيه سازي گردابه هاي بزرگ (Large eddy simulation model))با نتايج حاصل از اندازه گيري هاي آزمايشگاهي مقايسه گرديده كه اين مقايسه منجر به انتخاب مدل Large eddy به عنوان بهترين مدل به لحاظ بيشترين تطابق با نتايج آزمايشگاهي شده است كه در ادامه پژوهش به اعتبارسنجي اين مدل براي آزمايشات مختلف ديگر پرداخته شده است. مقايسه الگوهاي ارائه شده براي سرعت، تنش برشي و جريان هاي عرضي، حاصل از شبيه سازي عددي و محل هاي ايجاد حداكثر مقدار آبشستگي نشان مي دهد كه مدل مذكور نتايج قابل قبولي در خصوص پيش بيني كميت هاي مذكور نيز داشته باشد.
استفاده از روش متوسط گيري در عمق براي شبيه سازي ميدان جريان و آبشستگي در اطراف مانع در قوس خارجي كانال 90 درجه و مقايسه آن با نتايج تحليل هاي 3 بعدي
حميد تابيداني 2015
رودخانه ها به صوورت طبيعي تمايل دارند، كه از يك الگوي مارپيچ در دشتهاي آبرفتي پيروي كنند. جريان در قوسها داراي رفتار پيچيده و عملكرد متفاوتي از جريان در كانال مستقيم است. جريان در قوس به طور معمول داراي يك ناحيه كم عمق در قسمت قوس داخلي و ناحيه اي با عمق بيشتر در ناحيه قوس خارجي است. وجود اختلاف در تراز عمق آب در قوس داخلي و قوس خارجي باعث به وجود آمدن جريانات حلزوني در مقطع عرضي ميشوود. اين نوع جريان، ذرات آب را با سرعت بيشتر به طرف ديواره خارجي انحنا هدايت ميكند. با توجه به قانون پيوستگي جرم و اصول پيوستگي ذرات، جريان نزديك كف به سمت جداره داخلي قوس تمايل پيدا ميكند. الگوي عرضي ايجاد شوده اساس ايجاد فرآيند پيچيده فرسايش و رسووبگذاري بستر رودخانه ها و قوسها ميباشد. با توجه به پيچيده بودن الگوي جريان در قوس و تعامل آن با رسوب، و هزينه انجام مدلهاي آزمايشوگاهي و نياز به زمان زياد مدلهاي سه بعدي، ميتوان از مدلهاي ساده شده از جمله ميانگين گيري در عمق، با در نظر گرفتن شرايط و عملكرد جهت كاهش هزينه و زمان استفاده كرد. دراين پژوهش براي شناخت رفتار جريان در قوس، و تاثير قرارگيري آبشكن، يك كانال قوسي روباز مورد بررسي قرار گرفته و توسط مدل ميانگين گيري در عمق(مدل دو بعدي) مدلسازي و با نتايج مدل سازي سه بعدي و آزمايشگاهي مقايسه شده است. در ابتدا به بررسي الگوي جريان در قوسهاي90 درجه با قرارگيري آبشكن در موقعيت 45 درجه و با شعاع انحناي نسبي R=4b پرداخته خواهد شد. در ادامه الگوي جريان و توپوگرافي بستر در قوس با قرار گيري آبشكن در موقعيت هاي مختلف و همچنين با انحناهاي نسبي مختلف، بررسي خواهد شد، و در انتها محاسن و معايب مدل ميانگين گيري در عمق بررسي ميشود. براي مدلسازي از كد عددي CCHE2D ، استفاده و با كد عددي MIKE3 مقايسه شده است.
Thesis summary
تاثير مانع موجود در قوس خارجي بر ميدان سرعت در كانال روباز با قوس 90درجه
حسن يعقوبيان احمر 2014
بيشتر رودخانه ها به صورت طبيعي تمايل دارند كه از يك الگوي مارپيچ در دشتهاي آبرفتي پيروي كنند. اين جريان هاي پر پيچ و خم به طور معمول داراي يك ناحيه كم عمق در قسمت داخلي قوس و ناحيه اي عميق تر در ناحيه خارجي قوس هستند. با توجه به اين واقعيت كه نيروي گريز از مركز روي سرعت هاي طولي تأثيرگذار هستند. نيروي اينرسي بزرگتر، ذرات آب با سرعت بيشتر را به طرف ديواره خارجي انحنا هدايت مي كند. با توجه به قانون پايستگي جرم و اصل پيوستگي ذرات، جريان نزديك كف به سمت جداره داخلي قوس تمايل پيدا مي كند. اين پديده باعث ايجاد جريان ثانويه در مقطع عرضي قوس مي شود كه با جريان اصلي ادامه مي يابد و توليد يك جريان حلزوني مي كند. اين الگوي عرضي ايجاد شده اساس ايجاد فرآيند پيچيده فرسايش و رسوبگذاري بستر رودخانه ها مي باشد. عرض مئاندرهاي طبيعي كه در زمينهاي داراي شيب ملايم جريان دارند به تدريج در طول قوس كاهش مي يابد. نرخ همگرايي اين قوس ها تأثير بسزايي بر الگوي جريان و توسعه جريان حلزوني در اين قوس ها دارد. دراين پژوهش براي شناخت رفتار جريان در قوس رودخانه وتاثير قرارگيري آبشكن در يك كانال قوسي روباز مورد بررسي قرار گرفته و مدلسازي شده است. در ابتدا به بررسي الگوي جريان در قوس هاي 90 درجه ساده با قرارگيري آبشكن در موقعيت 45 درجه با شعاع انحناي نسبي R=4b پرداخته خواهد شد در ادامه الگوي جريان و توپوگرافي بستر در قوس هاي درجه با نسبتهاي تنگ شدگي مختلف بررسي خواهد شد. براي مدلسازي جريان در بستر صلب كد عددي ANSYS-CFX و جهت مدلسازي بستر رسوبي از MIKE3 استفاده شده است.
Thesis summary