دانلود پایان نامه و مقاله کارشناسی ارشد
دانلود پایان نامه و مقاله کارشناسی ارشد- متن کامل - همه رشته هادانلود پایان نامه و مقاله کارشناسی ارشد
دانلود پایان نامه و مقاله کارشناسی ارشد- متن کامل - همه رشته هادانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته سازه های آبی عنوان : مدلسازی عددی هیدرولیک جریان و ...
فهرست شکل‌ها
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
شکل 2- 5 فرایند 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 داده های آزمایشگاهی. 47
شکل 4- 3 مقایسه پروفیل سطح آب در مدل تلاطمی k-ε RNG با داده های آزمایشگاهی. 49
فهرست شکل‌ها
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 بهره گرفتن از مدل RNG k-ε. 53
شکل 4- 9 توزیع فشار جریان عبوری از سازه ترکیبی در طول کانال با بهره گرفتن 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 بهره گرفتن 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 شکل‌ها
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
شکل 4-27 الگوی جریان اطراف سازه ترکیبی سرریز – دریچه (الف. بردارهای سرعت ب. خطوط جریان) 66
شکل 4-28 توزیع تنش برشی در اطراف حفره آبشستگی پاییندست سازه ترکیبی سرریز- دریچه در ابتدای اجرای برنامه 67
شکل 4- 29 مقایسه 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 و بستر صلب.. 67
شکل 4-30 نمودار رابطه حداکثر عمق آبشستگی با نسبت دبیهای عبوری از رو و زیر سازه ترکیبی. 68
– مقدمه
یکی از عمده‌ترین مشکلات سازه‌هایی از قبیل سرریزها، دریچهها و حوضچه‌های آرامش که در بالادست بسترهای فرسایش‌پذیر قرار دارند، آبشستگی در مجاورت
این مطلب را هم بخوانید :
دانلود پایان نامه درباره مزد ساعتی - کاوشگران جوان
سازه است که علاوه‌بر تأثیر مستقیم بر پایداری سازه، ممکن است باعث تغییر مشخصات جریان و در نتیجه تغییر در پارامترهای طراحی سازه شود. به دلیل پیچیدگی موضوع، اکثر محققین آن را به صورت آزمایشگاهی بررسی کردهاند که با وجود تمام دستآوردهای مهمی که تاکنون در زمینه آبشستگی موضعی حاصل گردیده است، هنوز هم شواهد زیادی از آبشستگی گسترده در پایاب دریچهها، سرریزها، شیب‌شکن‌ها، کالورت‌ها و مجاورت پایه‌های پل دیده میشود که می‌تواند پایداری این سازهها را با خطرات جدی مواجه کند.
پدیده آبشستگی زمانی اتفاق می‌افتد که تنش برشی جریان آب عبوری از آبراهه، از میزان بحرانی شروع حرکت ذرات بستر بیشتر شود. تحقیقات نشان داده است که عوامل بسیار زیادی بر آبشستگی در پاییندست سازه تأثیرگذار هستند که از جمله آنها می‌توان به اندازه و دانه‌بندی رسوبات، عمق پایاب، عدد فرود ذره، هندسه سازه و … اشاره کرد (کوتی و ین[1] (1976)، بالاچاندار[2] و همکاران (2000)، کلز[3] و همکاران (2001)، لیم و یو[4] (2002)، فروک[5] و همکاران (2006)، دی و سارکار[6] (2006) و ساراتی[7] و همکاران (2008)).
دریچهها و سرریزها به طور گسترده به منظور کنترل، تنظیم جریان و تثبیت کف، در کانالهای باز مورد استفاده قرار میگیرند. بر اثر جریان ناشی از جت عبوری از رو یا زیر سازهها، امکان ایجاد حفره آبشستگی در پاییندست سازهها وجود دارد که ممکن است پایداری سازه را به خطر اندازد؛ بنابراین تعیین مشخصات حفره آبشستگی مورد توجه محققین هیدرولیک جریان قرار گرفته است.
به منظور افزایش بهره‌وری از سازههای پرکاربرد سرریزها و دریچهها، می‌توان آنها را با هم ترکیب نمود به‌طوری‌که در یک زمان آب بتواند هم از روی سرریز و هم از زیر دریچه عبور نماید. با ترکیب سرریز و دریچه می‌توان دو مشکل عمده و اساسی رسوب‌گذاری در پشت سرریزها و تجمع رسوب و مواد زائد در پشت دریچهها را رفع نمود. در سازه ترکیبی سرریز- دریچه، شرایط هیدرولیکی جدیدی حاکم خواهد شد که با شرایط هیدرولیکی هر کدام از این دو سازه به‌تنهایی متفاوت است.
1-2 تعاریف
1-2-1 سرریزها
یکی از سازههای مهم هر سد را سرریزها تشکیل می دهند که برای عبور آب اضافی و سیلاب از سراب به پایاب سدها، کنترل سطح آب، توزیع آب و اندازه گیری دبی جریان در کانالها مورداستفاده قرار میگیرد. با توجه به حساس بودن کاری که سرریزها انجام میدهند، باید سازهای قوی، مطمئن و با راندمان بالا انتخاب شود که هر لحظه بتواند برای بهره برداری آمادگی داشته باشد.
معمولاً سرریزها را بر حسب مهمترین مشخصه آنها تقسیمبندی میکنند. این مشخصه می تواند در رابطه با سازه کنترل و کانال تخلیه باشد. بر حسب اینکه سرریز مجهز به دریچه و یا فاقد آن باشد به ترتیب با نام سرریزهای کنترلدار و یا سرریزهای بدون کنترل شناخته میشوند.
1-2-2 دریچهها
دریچهها سازه هایی هستند که از فلزات، مواد پلاستیکی و شیمیایی و یا از چوب ساخته میشوند. از دریچهها به منظور قطع و وصل و یا کنترل جریان در مجاری عبور آب استفاده میشود و از لحاظ ساختمان به گونهای میباشند که در حالت بازشدگی کامل عضو مسدود کننده کاملاً از مسیر جریان خارج میگردد.
دریچهها در سدهای انحرافی و شبکه های آبیاری و زهکشی کاربرد فراوان دارند. همچنین برای تخلیه آب مازاد کانالها، مخازن و پشت سدها به کار میروند (نواک[8] و همکاران، 2004).
دریچهها به صورت زیر دستهبندی میشوند:
بر اساس محل قرارگیری: دریچههای سطحی و دریچههای تحتانی. دریچه سطحی تحت فشار کم و دریچه تحتانی تحت فشار زیاد قرار میگیرند.
بر اساس کاری که انجام میدهند: دریچههای اصلی، تعمیراتی و اضطراری. دریچه اصلی به طور دائم مورد بهره برداری قرار میگیرند. برای تعمیرات از دریچه تعمیراتی و در زمان حوادث از دریچه
