فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                 صفحه

 

فصل اول: مقدمه

1-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………… 2

1-2 تعاریف……………………………………………………………………………………………………………………… 3

1-2-1 سرریزها………………………………………………………………………………………………………………… 3

1-2-2 دریچه­ها……………………………………………………………………………………………………………….. 3

1-2-3 سازه ترکیبی سریز – دریچه………………………………………………………………………………………. 4

1-2-4 آبشستگی……………………………………………………………………………………………………………….. 6

1-3 ضرورت انجام تحقیق………………………………………………………………………………………………….. 9

1-4 اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………………………… 9

1- 5 ساختار کلی پایان­نامه…………………………………………………………………………………………………. 10

 

فصل دوم: بررسی منابع

2-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………. 12

2-2 مطالعات آزمایشگاهی جریان………………………………………………………………………………………… 12

2-2 مطالعات عددی با نرم­افزار Flow3D…………………………………………………………………………… 16

 

فصل سوم: مواد و روش­ها

3-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………. 22

3-2 نحوه انجام آزمایشات…………………………………………………………………………………………………. 22

3-2-1 مخزن………………………………………………………………………………………………………………….. 23

3-2-2 پمپ……………………………………………………………………………………………………………………. 23

3-2-3 کانال آزمایشگاهی………………………………………………………………………………………………….. 23

3-2-4 مخزن آرام کننده جریان…………………………………………………………………………………………… 24

 

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                 صفحه

 

3-2-5 مدل سازه ترکیبی سرریز – دریچه…………………………………………………………………………….. 24

3-3 آنالیز ابعادی………………………………………………………………………………………………………………. 25

3-4 شبیه­سازی عددی……………………………………………………………………………………………………….. 27

3-4-1 معرفی نرم­افزار Flow3D……………………………………………………………………………………… 28

3-4-2 معادلات حاکم………………………………………………………………………………………………………. 32

3-4-3 مدل­های آشفتگی…………………………………………………………………………………………………… 33

3-4-3-1 مدل­های صفر معادله­ای………………………………………………………………………………………. 35

3 -4-3-2 مدل­های یک معادله­ای………………………………………………………………………………………. 35

3-4-3-3 مدل­های دو معادله­ای…………………………………………………………………………………………. 36

3-4-3-4 مدل­های دارای معادله تنش…………………………………………………………………………………. 36

3-4-4 شبیه­سازی عددی مدل…………………………………………………………………………………………….. 37

3-4-4-1 ترسیم هندسه مدل……………………………………………………………………………………………… 38

3-4-4-2 شبکه بندی حل معادلات جریان…………………………………………………………………………… 38

3-4-4-3 شرایط مرزی کانال…………………………………………………………………………………………….. 40

3-4-4-4 خصوصیات فیزیکی مدل…………………………………………………………………………………….. 41

3-4-4- 5 شرایط اولیه جریان……………………………………………………………………………………………. 43

3-4-4-6 زمان اجرای مدل……………………………………………………………………………………………….. 43

 

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………. 46

4-2 شبیه­سازی هیدرولیک جریان در حالت کف صلب……………………………………………………………. 46

4-2-1 واسنجی نرم­افزار……………………………………………………………………………………………………. 46

4-2-1-1 ارزیابی نرم­افزارپ………………………………………………………………………………………………… 48

4-2-1-2 بررسی تأثیر انقباض جانبی سازه ترکیبی سرریز – دریچه بر هیدرولیک جریان………………. 54

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                 صفحه

 

4-3 شبیه­سازی آبشستگی پایین­دست جریان…………………………………………………………………………… 59

4-3-1 واسنجی نرم­افزار……………………………………………………………………………………………………. 59

4-3-1-1 ارزیابی نتایج نرم­افزار…………………………………………………………………………………………. 61

 

فصل پنجم: پیشنهادها

5-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………. 70

5-2 نتیجه­گیری………………………………………………………………………………………………………………… 70

5-3 پیشنهادها………………………………………………………………………………………………………………….. 71

منابع………………………………………………………………………………………………………………………………… 74

 

 

 

 

فهرست جدول‌ها

پایان نامه

 

عنوان                                                                                                                                 صفحه

 

جدول 3- 1 محدوده آزمایشات انجام شده برای مدل­سازی هیدرولیک جریان……………………………… 25

جدول 3- 2 معرفی نرم­افزار Flow3D……………………………………………………………………………….. 28

ادامه جدول 3-2……………………………………………………………………………………………………………….. 29

جدول 3- 3 محدوده داده­های به کار رفته جهت شبیه­سازی آبشستگی………………………………………… 38

جدول 3- 4 شرایط مرزی اعمال شده در نرم­افزار…………………………………………………………………… 40

جدول 3- 5 شرایط مرزی اعمال شده در نرم­افزار…………………………………………………………………… 41

جدول 3- 6 مدل­سازی­های انجام شده برای تعیین بهترین مقدار پارامترهای مربوط به رسوب…………. 42

جدول 4- 1 نتایج آمارهای خطا مربوط به فرمول (4-1)………………………………………………………… 51

جدول 4- 2 نتایج حاصل از مدل­سازی سازه ترکیبی همراه با انقباض جانبی برای نسبت دبی­ها……….. 55

جدول 4- 3 تأثیر پارامتر عدد شیلدز بحرانی بر حداکثر عمق آبشستگی………………………………………… 60

جدول 4- 4 تأثیر پارامتر ضریب دراگ بر حداکثر عمق آبشستگی……………………………………………….. 60

جدول 4- 5 تأثیر زاویه ایستایی بر حداکثر عمق آبشستگی…………………………………………………………. 61

جدول 4-6 تأثیر پارامتر حداکثر ضریب تراکم مواد بستر بر حداکثر عمق آبشستگی…………………………. 61

جدول 4- 7 بهترین مقادیر برای پارامترهای مؤثر در شبیه­سازی حفره آبشستگی……………………………. 61

جدول 4- 8 نتایج آمارهای خطا مربوط به فرمول (4-4)………………………………………………………… 65

 

 

فهرست شكل‌ها

عنوان                                                                                                                                صفحه

 

شکل 1- 1 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری همزمان از روی سرریز و زیر دریچه. 5

شکل 1- 2 آبشستگی موضعی پایین­دست برخی از سازه­های هیدرولیکی. 8

شکل 2- 1 جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز –  دریچه مستطیل شکل با فشردگی جانبی. 12

شکل 2- 2 جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز-  دریچه بدون فشردگی جانبی. 12

شکل 2- 3 نمایی از مدل­های آزمایشگاهی جریان مستغرق و نیمه مستغرق (سامانی و مظاهری، 1386) 14

شکل 2- 4 مدل شبیه­سازی شده جریان و حفره آبشستگی جریان ترکیبی (اویماز، 1987) 14

یک مطلب دیگر :

 
 

شکل 2- 5 فرآیند پر و خالی شدن حفره آبشستگی درحین برخی از آزمایشات (دهقانی و بشیری، 2010)           15

شکل 3- 1 نمایی از مدل آزمایشگاهی کانال با مقیاس کوچک.. 23

شکل 3- 2 مشخصات اجزای فلوم آزمایشگاهی با مقیاس کوچک.. 24

شکل 3- 3 مدل فیزیکی سازه ترکیبی مورد استفاده در آزمایشات هیدرولیک جریان. 25

شکل 3- 4 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری از سرریز و زیر دریچه در بستر صلب.. 26

شکل 3- 5 مدل­سازی پرش هیدرولیکی. 30

شکل 3- 6 مدل­سازی جریان در قوس رودخانه. 30

شکل 3- 7 مدل­سازی جریان عبوری از زیر دریچه. 30

شکل 3- 8 مدل­سازی جریان عبوری از روی سرریز با انقباض جانبی و بدون انقباض… 31

شکل 3- 9 مدل­سازی آبشستگی پایین­دست سازه 31

شکل 3- 10 مش­بندی یکنواخت در کانال با مقیاس کوچک.. 39

شکل 3- 11 مش­بندی غیر یکنواخت در راستای طولی کانال با مقیاس بزرگ.. 40

شکل 3- 12 شرایط مرزی مورد استفاده در مدل­سازی حالت بستر صلب.. 40

شکل 3- 13 شرایط مرزی مورد استفاده در مدل­سازی حالت بستر رسوب.. 41

شکل 3- 14 نمودار تغییرات زمانی حجم سیال در مدل­سازی هیدرولیک جریان. 43

شکل 3- 15 نمودار تغییرات زمانی حجم سیال در مدل­سازی حفره آبشستگی. 43

شکل 4- 1 مقایسه نتایج پروفیل سطح آب برای شبکه­بندی­های مختلف میدان جریان با داده آزمایشگاهی. 46

شکل 4- 2 مقایسه پروفیل سطح آب در دو مدل تلاطمی k-ε RNG و k-ε و داده­های آزمایشگاهی. 47

شکل 4- 3 مقایسه پروفیل سطح آب در مدل تلاطمی k-ε RNG با داده­های آزمایشگاهی. 49

فهرست شكل‌ها

عنوان                                                                                                                                صفحه

 

شکل 4-4 ارزیابی دقت مدل RNG k-ε برای عمق جریان در بالادست و روی سازه ترکیبی سرریز- دریچه  49

شکل 4- 5 نمایش چگونگی رابطه پارامترهای بی­بعد مؤثر بر جریان عبوری از سازه ترکیبی با نسبت دبی عبوری از روی سازه به دبی عبوری از زیر دریچه (Qs / Qg) 51

شکل 4- 6 نمودار تغییرات نسبت دبی­های نرم­افزار و مشاهداتی. 52

شکل 4- 7 مقایسه رابطه نسبت دبی­ها درسازه ترکیبی سرریز- دریچه با روابط تجربی برای تخمین دبی در سرریز و ریچه  52

شکل 4- 8 توزیع مؤلفه طولی سرعت جریان عبوری از سازه ترکیبی در طول کانال با استفاده از مدل RNG k-ε. 53

شکل 4- 9 توزیع فشار جریان عبوری از سازه ترکیبی در طول کانال با استفاده از مدل RNG k-ε. 53

شکل 4- 10 الگوی جریان اطراف سازه ترکیبی سرریز –  دریچه. 54

شکل 4- 11 توزیع تنش برشی کف در اطراف سازه ترکیبی سرریز –  دریچه. 54

شکل 4- 12 شماتیکی از جریان عبوری از سازه ترکیبی دارای انقباض جانبی. 54

شکل 4-13 توزیع تنش برشی کف در اطراف سازه ترکیبی با انقباض جانبی. 55

شکل 4-14 مقایسه عمق جریان درعرض کانال دربلافاصله قبل از سازه برای میزان انقباض­های جانبی مختلف سازه رکیبی  56

شکل 4-15 مقایسه عمق جریان در طول کانال برای میزان انقباض­های جانبی مختلف سازه ترکیبی. 56

شکل 4-16 توزیع مؤلفه طولی سرعت در زیر سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض… 57

شکل 4-17 توزیع مؤلفه طولی سرعت روی سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض… 57

شکل 4-18 توزیع مؤلفه عرضی سرعت در زیر سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض… 58

شکل 4-19 توزیع مؤلفه عرضی سرعت روی سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض… 58

شکل 4- 20 مقایسه دقت شبیه­سازی حفره آبشستگی با استفاده از مدل­های مختلف آشفتگی. 59

شکل 4- 21 ارزیابی دقت نرم­افزار برای عمق جریان در بالادست و روی سازه ترکیبی. 62

شکل 4- 22 ارزیابی دقت نرم­افزار برای حداکثر عمق آبشستگی. 62

شکل 4- 23 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری از روی سرریز و زیر دریچه در بستر متحرک.. 63

 

فهرست شكل‌ها

عنوان                                                                                                                                صفحه

 

شکل 4- 24 نمایش چگونگی رابطه پارامترهای بی­بعد مؤثر بر جریان عبوری از سازه ترکیبی با نسبت دبی عبوری از روی سازه به دبی عبوری از زیر دریچه (Qs/Qg) برای بستر رسوب.. 64

شکل 4- 25 نمودار تغییرات نسبت دبی­های نرم­افزار و مشاهداتی. 65

شکل 4-26 توزیع مؤلفه طولی سرعت جریان در اطراف سازه ترکیبی. 66

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...