Faculty - دانشکده کشاورزی

Faculty - دانشکده کشاورزی

P.H.D dissertations

اثرات درجه استغراق بر شدت نوسانات فشار در پرش هيدروليكي
كامران يوسفي 2019
پرش هيدروليكي داراي كاربرداهاي فراواني در انتقال و تصفيه آب و فاضلاب مي باشد. اين پديده از ديدگاه ماكروسكپي،يك جريان متغير ناگهاني است كه با گردابهاي قوي همراه بوده نوسانات تلاطمي بزرگي را ايجاد ميكند. اثر فشارهاي نوساني ناشي از تلاطم در پرش مي تواند قابل توجه بوده و بايد در طراحي سازه مورد توجه قرار گيرد نوسانات فشار مي تواند با فرسايش و لرزش موجب آسيب در حوضچه ي آرامش گردد. در اين تحقيق به مشخصات تلاطمي پرش هيدروليكي آزاد و مستغرق در پايين دست يك سرريز بلند و بررسي اثرات درجه استغراق پرش در ميزان ضرايب نوسانات فشار پرداخته شده است. به اين منظور آزمايش ها در يك مجراي مستطيلي شامل سرريزي با زاويه 30 درجه و ارتفاع 1.8 متر و كانال افقي به عرض 0.3 و طول 3 متر، براي اعداد فرود و درجات مختلف استغراق صورت گرفت. دادهاي فشار با استفاده از مبدل فشار(ترانسديوسر) با فركانس نمونه برداري 100 هرتز و ارتفاع آب نيز توسط تابلوي پيزومتري ثبت شده است. آزمايش ها نشان مي دهند شدت نوسانات فشار بستر پرش هيدروليكي تابعي از عدد فرود، فاصله نسبي از ابتداي حوضچه و درجه استغراق مي باشد. با افزايش درجه استغراق ضرايب نوسانات فشار كاهش مي يابد. همچنين محل وقوع حداكثر ضرايب نوسانات فشار در كف حوضچه آرامش براي حالتهاي مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. فاصله مذكور به لحاظ طراحي سازه اي حوضچه حساسيت بيشتري داشته ضمن اينكه درجه استغراق بيشتر در جهت اطمينان طراحي مي باشد.
بررسي توزيع رسوبات غير چسبنده در مخزن سد پاره سنگي
آرش نجاتي 2018
احداث سدهاي پاره سنگي فاقد هسته يكي از روشهاي سازه اي كنترل سيلاب است. جريان ورودي به مخازن اين سد ها در مواقع سيلابي حاوي مقدار قابل توجهي از رسوبات است. اين موضوع اهميت بررسي رفتار جريان و غلظت رسوبات غير چسبنده را به منظور تعيين ميزان رسوب عبوري مديريت آن دوچندان مينمايد كه در اين تحقيق مورد توجه واقع شده است.در اين راستا ابتدا بر اساس حل معادلات سنت ونانت به روش حجم محدود و با رويكرد كاملا ضمني و بهره گيري از طرح با لاسويه مشخصات جريان محاسبه و سپس با استفاده از گسسته سازي معادله انتقال پخش ميزان غلظت رسوبات غير چسبنده در نقاط مختلف مخزن تعيين گرديد. به منظور بررسي عملكرد و صحت سنجي نتايج مدل شبيه سازي رياضي جريان و غلظت رسوبات كه در محيط متلب تهيه گرديد با عنايت به تاثير گذاري مستقيم مشخصات سد پاره سنگي بر مشخصات جريان و همچنين غلظت رسوب در داخل مخزن سد پاره سنگي گزينه هاي مختلف بر اساس قطر سنگدانه مورد استفاده در ساخت بدنه سدپاره سنگي و طول بدنه ئسد در نظر گرفته شد.در اين راستا مدل آزمايشگاهي مربوط به هر يك از گزينه ها (شامل 5 سد) در ازمايشگاه هيدروليك دانشكده كشاورزي دانشگاه بوعلي سينا تهيه شد كه تحت جريا غير دايم مشخصي(4 باز شدگي مختلف) قرار داده شدند.با استفاده داده هاي باز شدگي اول و دوم ( مربوط به دبيهاي 30 و 40 ليتر بر ثانيه( و بهره گيري از روش بهينه سازي جهت واسنجي ضرايب واسنجي رسوب (شامل ضرايب پخشيدگي در راستاي طولي و عمقي ،غلظت در تراز بستر و سرعت سقوط ذره ) استفاده گرديد. در ادامه صحت سنجي نتيج مدل شبيه ساز بر مبناي مقايسه انجام شده بين داده هاي مربوط به مشخصات جريان و غلظت رسوب اندازه گيري شده و محاسباتي بر اساس بازشدگيهاي اول و سوم و چهارم در داخل مخزن سد پاره سنگي انجام پذيرفت.
Thesis summary
بررسي توزيع رسوبات غير چسبنده در بدنه سد پاره سنگي
اكبر محمديها 2018
يكي از روشهاي سازهاي ارزان قيمت جهت كنترل سيالب استفاده از سدهاي پارهسنگي فاقد هسته است. اين سدها از نوع سدهاي تأخيري ميباشند كه قادرند پيك سيالب خروجي را نسبت به سيالب ورودي كاهش دهند. از طرفي جريانهاي سيالبي معموالً بار رسوبي بااليي داشته و با توجه به بزرگ بودن خلل و فرج بدنه اين سدها، همراه با آب مقدار زيادي رسوب به داخل بدنه آنها نفوذ ميكند. بنابراين تعيين مقادير عمق و سرعت به منظور بررسي نحوه رفتار جريان و رونديابي هيدروليكي سيالب و همچنين تعيين غلظت رسوب در نقاط مختلف بدنه به منظور تعيين نقاط بحراني از نظر رسوبگذاري، ميزان تلهاندازي رسوب، ميزان رسوب عبوري و ... از اهميت خاصي برخوردار است. بعلت متالطم بودن جريان تراوشي در اين سدها، قانون دارسي اعتبار نداشته و بايستي از معادالت غيردارسي همانند معادله فورشهايمر استفاده شود. لذا در اين تحقيق، ابتدا بر مبناي معادالت سنت و نانت- فورشهايمر و با استفاده از روش عددي حجم محدود و طرح تفاضل باالدست، مدل رياضي شبيهساز جريان در محيط متلب، به صورت كامالً ضمني تهيه و اجراء شد. سپس با استفاده از نتايج خروجي اين مدل و بر مبناي معادله انتقال-پخش رسوب و با استفاده از روش عددي حجم محدود و طرح تفاضل مركزي، مدل رياضي شبيهساز توزيع غلظت رسوبات غير چسبنده در بدنه سد پارهسنگي بر اساس شبكهبندي در نظر گرفته شده از مرحله قبل، به صورت كامالً ضمني توسعه داده شد. جهت بررسي عملكرد و تعيين ضرايب مدلهاي ارائه شده )واسنجي و صحتسنجي آنها(از نتايج آزمايشهاي انجام شده در آزمايشگاه هيدروليك دانشكده كشاورزي دانشگاه بوعلي سينا در تابستان سال 1191 روي 1 سد پارهسنگي )با قطر سنگدانههاي 1 ،1 و 8 سانتيمتر و مشخصي غيردائمي جريان تحت كه ( 8-100 و 8-80 ،8-10 ، 1-10 ، 1-10 سدهاي شامل سانتيمتر 100 ،80 ،10 مختلف طولهاي قرار داده شده بودند )چهار باز شدگي مختلف شير فلكه ورودي كانال شامل دبيهاي 10 ،00 ،10 و 60 ليتر درثانيه هر يك با گام زماني60 ثانيه(، استفاده شد. از دادههايبازشدگيهاياول و دوم جهت واسنجيضرايب فورشهايمر و رسوب )با استفاده از الگوريتم ژنتيك( و از دادههاي بازشدگيهاي اول، سوم و چهارم جهت صحتسنجي مدل ارائه شده و بررسي عملكرد آن استفاده شد. نتايج اين تحقيق، حاكي از تطابق باالي نتايج مدل عددي با نتايج آزمايشگاهي در شبيهسازي جريان عبوري حاوي رسوب از بدنه سد
Thesis summary

Master Theses

برسي هيدروليك جريان در سدهاي قوسي پاره سنگي و مقايسه آن با سدهاي مستقيم پاره سنگي
زيبا رسولي 2021
سد هاي پارهسنگي، از نوع تأخيري ميباشد كه براي كنترل و مهار سيلاب به كار ميرود . مهمترين كاربرد سدهاي پارهسنگي، كنترل سياب ميباشد كه اين امر از طريق افزايش تداوم و كاهش دبي يك سي عملي ميشود. اين سدها قادر بـه كـاهش پيـك سـيلاب خروجي نسبت به سيلاب ورودي ميباشد .تتقيق حاضر برروي هيدروليك جريان ماندگار درون گذر در سد پارهسنگي قوسي و مستقيم شك انجام شده است . به علت متلاطم بودن جريان تراوشي در اين سدها قانون دارسي اعتبار ندارد و بايد از معادلات جريان متلاطم، شامل روابط بين عدد رينولدز و ضريب اصطكاك يا گراديان هيدروليكي و سرعت جريان استااده شود. در اين تتقيق به منظور بررسي اثر قوس در هيدروليك سدهاي پارهسنگي از سه منتني با ضخامت قوس( )23 ،23 ،22cmو سد مستقيم به طول 75 cmبا سنگدانههايي به قطـر ( )7 ،5 ، 2cmو دبي هاي مختلف آزمايش شد كه نتيجه ميزان ناوذ پذيري و نگهداشت آب با استااده از نرم افزار اكس كه به صورت نمودار نشان داده شده است. نتيجه ميشود كه ضخامت قوس و قطر مصالح مهمترين و بيشترين تأثير را در (ذخيره آب) و افزايش پروفيل سطح آب را دارد. با افزايش ضخامت قوس از 33سانتي متر به 23سانتي متر با دبي 77ليتر بر ثانيه تراز سطح آب پشت سد از( 32.2به 35 ) 27.2درصد افزايش يافته و همچنين با كاهش قطر مصالح سنگدانه از 7سانتي متر به 2سانتي متر با دبي 75ليتر بر ثانيه تراز سطح آب در پشت سداز( 35.2به 22 )27.5درصد افزايش پيدا كرده است. در حالتي كه مقطع سد پارهسنگي به صورت قوسـي نسـبت بـه مقطـع مستطي است خطوط جريان داخ بدنه سد تماي بيشتري به سمت پايين دارند و همچنين اين امر با افزايش طول سد بيشتر است كه اين امر در كنترل سيلاب مؤثر است. با استااده از مدل Flow-3dجريان در سد پارهسنگي شبيهسازي شده است و شبيهسازي بر روي هندسه با طول، دبي و شيب وجوه متااوت صورت گرفته است. خطاي كمتر از ده درصد بين نتايج مدل عددي و مدل فيزيكي نشان دهنده دقت مدل ارائه شده در اين تتقيق است
Thesis summary
بررسي آبشستگي در پايين دست سرريز كليد پيانويي با كليدهاي پله كاني
سمانه جوانمردخوراسگاني 2020
جريان در كانالهاي باز با بستر متحرك معمولا با انتقال رسوبات همراه است. آبشستگي پديدهاي است طبيعي كه در اثر انتقال جريان آب و رسوبات، در بستر و كنارههاي فرسايشپذير كانالها و رودخانهها به وجود ميآيد .مواد رسوبي كه توسط رودخانهها حمل ميشوند مشكلات بسياري را بوجود ميآورند مانند :رسوبگذاري در مخازن و كاهش ظرفيت مخزن، ايجاد جزاير رسوبي در مسير رودخانهها، تخريب سازههاي رودخانهاي، انتقال آلودگي، لذا برآورد دقيق ميزان رسوب در مسائلي نظير امور مهندسي رودخانه، طراحي مخازن، انتقال رسوب، تعيين خسارتهاي ناشي از رسوبگذاري به محيطزيست تعيين تاثيرات مديريت آبخيز كاملا ضروري است. با توجه به ساختار سرريز كليدپيانويي و پلكاني، و توجه به اين نكته هر ساله بايد هزينههاي سنگيني براي كنترل و جلوگيري از تخريب ناشي از آبشستگي در پاييندست سازههاي آبي صرف شود، لزوم مطالعه و بررسي تلفيق اين دو سازه مشاهده ميشود.. در اين تحقيق آبشستگي پاييندست سرريز كليدپيانويي با 4و 8پلكان به صورت عددي و آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفت. آزمايشها با محدوده دبي 10،12.5،15،17.5و 20ليتربرثانيه در فلوم آزمايشگاه بوعلي سينا به طول 10متر و از جنس شيشه گرفته شد. آبشستگي در سه مدل سرريز كليدپيانويي با 5كليد، و تركيب كليد خروجي اين سرريز با 4و 8پلكان مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در تركيب 4پلكان نسبت به 8پلكان در كليدهاي خروجي سرريز كليدپيانويي، استهلاك انرژي بيشتر است و افزايش استهلاك منجر به كاهش آبشستگي در پاييندست سرريز ميشود. مدلسازي عددي با استفاده از نرم افزار ،FLOW3Dانجام شد. براي شبيهسازي آشفتگي از مدل LESو براي محاسبه سطح آزاد از روش VOFاستفاده گرديد. مقايسه نتايج آزمايشگاهي و عددي از تطابق خوبي برخوردار است
Thesis summary
مقايسه آزمايشگاهي عملكرد هيدروليكي سرريزهاي جانبي گابيوني با سرريز جانبي مرسوم
محسن مرادي 2020
در شبكه هاي انتقال و توزيع آب و در مجاري روباز، از سـازه هـاي گوناگون براي كنترل سطح آب و انتقـال جريـانهـاي مـازاد اسـتفاده مي گردد. يكي از سازه هايي كه به طور گسترده بـراي كنتـرل جريـان استفاده مي شود، سرريز جانبي مي-باشد. سـرريز جـانبي معمـولاً شـامل يك سرريز اصلي و يك كانال هدايت كننده مي باشد كه در طول كانال اصلي و به موازات آن احداث مي گـردد. سرريز جانبي يك سازه هيدروليكي مي باشد كه به منظور انحراف جريان از رودخانه و يا كانال اصلي به يك كانال فرعي، زماني كه تراز آب از يك حد معين فراتر رود مورد استفاده قرار مي گيرد. اين سازه در كناره كانال قرار گرفته و جريان به صورت آزاد و تحت ثقل از روي آن تخليه مي گردد. وظيفه و عمل كرد اصلي اين سازه برداشت بخشي از جريان از كانال اصلي به نحوي مي باشد كه جريان در پايين دست، از ظرفيت انتقال كانال فراتر نرود. در نتيجه اين سازه را مي توان از يك ديدگاه سازه تنظيم كننده تراز آب نيز در نظر گرفت. ليكن بايستي دقت نمود كه كنترل سطح آب، از وظايف ثانويه سرريزهاي جانبي بوده و عملكرد اصلي آن تخليه بخشي از جريان مي باشد. تخليه جريان با اهداف مختلفي نظير استفاده از آب كانال به منظور مصارف كشاورزي در كانال ها و يا انحراف جريان سيلاب رودخانه به منظور حفاظت نواحي پايين دست در مقابل آب گرفتگي صورت مي گيرد. سرريزهاي جانبي به شكل هاي مختلفي ساخته مي شود. اين سازه ها معمولاً به شكل مستطيل ساخته مي شود. در اين تحقيق تصميم برآن است كه به جاي سرريز مستطيلي از بند گابيوني فاقد هسته نفوذ ناپذير استفاده گردد. در اين بندها جريان آب به صورت درون گذر صورت مي گيرد. هيدروليك جريان در بدنه اين بندها به صورت غيردارسي است. ساختمان ساده و ارزان قيمت اين بندها و استحكام آنها نسبت به سرريزهاي مستطيلي سبب مي شود كه جايگزين مناسبي به جاي سرريزهاي مستطيلي باشند.
Thesis summary
بررسي ميزان آبشستگي پايين دست دريچه هاي كشويي با كف بندهاي صاف و زبر
مصطفي رضائي خيام 2020
چكيده: جريان در پايين دست سازه هاي هيدروليكي از جمله دريچه ها، داراي انرژي پتانسيل فوق العاده اي است، كه به انرژي جنبشي تبديل مي شود. با مهار اين انرژي از احتمال آبشستگي بيش از حد در پايين دست رودخانه ها جلوگيري مي شود و فرسايش و تخريب سازه ها به حداقل برسد. هنگامي كه جهش هاي هيدروليكي ناشي از سازه هيدروليكي مستغرق بر روي بستر هاي پوشيده از دانه هاي سست و ريز در پايين دست سازه هاي هيدروليكي از قبيل دريچه هاي كشويي قرار مي گيرند، مي توانند به آبشستگي موضعي قابل توجهي منجر شوند و همچنين باعث ايجاد مشكلاتي در پايداري سازه و شكست آن شود. به همين منظور ساخت يك كف بند صلب در مجاورت سازه يك نوع راه حل مهندسي براي حفاظت از سازه است. استحكام و ايمني كف بند در پايين دست دريچه، توسط عمل فرسايشي پرش هيدروليكي مستغرق به خطر مي افتد. از آنجا كه شرايط جريان اطراف سازه پيچيده است، طراحي يك كف بند مبتني بر مدلسازي،اندازه گيري و نتايج آزمايشگاهي، براي پيش بيني آبشستگي موضعي در پايين دست سازه هاي هيدروليكي از اهميت بالايي برخوردار است. تا كنون مطالعات زيادي بر روي پرش هيدروليكي مستغرق بر روي كف بند صاف صورت گرفته است اما مطالعات كمي در مورد جت هاي مستغرق بر روي كف بند زبر و تاثير آن در روند آبشستگي موضعي انجام شده است. در تحقيق حاضر به بررسي آزمايشگاهي آبشستگي پايين دست دريچه كشويي با كف بند صاف و زبر پرداخته شده است. در اين تحقيق تاثير عدد فرود، ارتفاع زبري، طول پرش هيدروليكي مستغرق و عمق ثانويه بر آبشستگي موضعي بستر، ناشي از پرش هيدروليكي مستغرق بر روي كف بند صاف و زبر در نمودار هايي بي بعد ارائه و بررسي شده است. به همين منظور آزمايش هايي در يك كانال با مقطع مستطيلي به طول 10 متر، عرض 5/0 متر و ارتفاع 5/0 متر با محدوده ي اعداد فرود 05/3 تا 21/6 انجام گرديد. بر اساس نتايج آزمايشگاهي در شرايط كف بند صاف و همچنين زبر، قسمت عمده ي فرسايش در 30 دقيقه ابتدايي اتفاق مي افتاد. از دو كف بند صاف و زبر، كه زبري هايي به شكل مكعب مستطيل و نيم-استوانه به ارتفاع (10،6و16 ميلي متر) استفاده شد. نتايج آزمايشات انجام شده در اين تحقيق نشان داد كه حداكثر عمق آبشستگي و حداكثر طول آبشستگي در كف بند صاف بيشتر از كف بند زبر است و همچنين با افزايش ارتفاع زبري از ميزان حداكثر عمق و طول آبشستگي كاسته مي شود.
Thesis summary
رونديابي معكوس در كانالهاي خاكي به روش ماسكينگام
سارا مرادويسي گله داري 2019
از جمله مسائل عمده كه در هيدرولوژي مهندسي ضرورت آن بيش از پيش احساس مي شود چگونگي طغيان يا فروكش يا صعود و نزول هيدروگراف رودخانه در نقطه اي مشخص از آن است كه اين مساله را ميتوان با رونديابي سيل تحليل كرد .درواقع از بالاآمدن حجم زيادي از آب در يك رودخانه يا مسيل سيل جاري مي شود كه اين بالا آمدن حالت نسبي داشته و نسبت به رژيم عادي يا نرمال سنجيده مي شود .سيل يك پديده مخرب است كه هر ساله خسارات جاني و مالي فراواني را ايجاد مي كند و براي جلوگيري ازخسارات ناشي از اين پديده بايد روش هاي مناسبي را جهت كنترل آن ارائه داد. رونديابي سيل عبارت است از عمليات محاسباتي كه تغييرات مقدار سرعت و شكل موج سيل را به عنوان تابعي از زمان در يك يا چند نقطه در طول آبراهه ها پيش بيني مي كند و يكي از مهم ترين مسائل در طرح هاي مهندسي آب است كه در كانال ها و رودخانه ها از اهميت خاصي برخوردار است و به عنوان يك فرآيند رياضي براي پيش بيني تغييرات عمق و دبي جريان در طول رودخانه ها و كانال ها به كار برده مي شود . رونديابي جريان به دو صورت مستقيم و معكوس انجام مي گيرد و مدل ماسكينگام از جمله روش هايي مي باشد كه كاربرد گسترده اي را در رونديابي مستقيم و معكوس جريان دارد كه مهم ترين عامل در دقت اين روش ، تخمين بهينه پارامترها مي باشد.از جمله كاربردهاي مفيد رونديابي معكوس آن است كه اگر سيل مخربي در منطقه ايجاد شود و ما به اطلاعاتي درباره ويراني سيل در بالادست نيازمند باشم تا بتوانيم هزينه هاي نوسازي و مقاوم سازي دربالادست را كه متناسب با سيل ورودي است تخمين بزنيم ودر صورتي كه ايستگاه آب سنجي در بالادست نباشد يا در اثر سيل وارده تخريب شده باشد از طريق رونديابي معكوس ميتوانيم به اطلاعات هيدروگراف سيل ورودي در بالادست دست پيدا كنيم . در پژوهش حاضر رونديابي به روش هيدرولوژيكي صورت گرفته زيرا اين روش دررونديابي رودخانه كاربرد دارد و يك روش نسبتا ساده بوده و از دقت قابل قبولي برخوردار مي باشد اما نيازمند يك سري داده هاي هيدروگراف ورودي و خروجي متعدد و هم زمان رخ داده شده دارد .بدين منظور در پژوهش حاضر از داده هاي جريان ورودي و خروجي سال هاي 1390-1391-1392-1393-1394 در رودخانه سد شهيد كاظمي شهرستان بوكان استفاده گرديدكه در اين پژوهش به بررسي ضرائب روش ماسكينگام خطي در رونديابي مستقيم و معكوس جريان در بازه هاي
پيش بيني ظرفيت آبدهي سرريزهاي جانبي لبه تيز مستطيلي واقع بر مجاري همگرا با استفاده از مدل ماشين نيرومند خود تطبيقي
رضا قريب 2018
سرريزهاي جانبي براي كنترل و تنظيم تراز جريان داخل كانال هاي اصلي در شبكه هاي آبياري، سيستم هاي زهكشي و كانال هاي جمع آوري فاضلاب به صورت گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرند. در اين مطالعه، يك مدل هوش مصنوعي جديد، ماشين آموزش نيرومند خود تطبيقي، براي شبيه سازي ضريب دبي سرريزهاي جانبي واقع بر كانال هاي مستطيلي همگرا توسعه داده شد. همچنين براي بررسي توانايي مدل هاي عددي از شبيه سازي هاي مونت كارلو استفاده گرديد. به منظور اعتبار سنجي نتايج مدل هاي عددي از روش اعتبار سنجي ضربدري بهره گرفته شد. با توجه به پارامترهاي موثر بر روي ضريب دبي، شش مدل هوش مصنوعي تعريف شد. بررسي نتايج عددي نشان دادكه مدل هاي مذكور مقادير ضريب دبي را با دقت قابل قبولي شبيه سازي مي كند. براي مدل برتر شاخص هاي آماري RMSE، MAE به ترتيب مساوي 0.022 و 0.027 محاسبه شد. براساس نتايج تحليل حساسيت پارامتر عددي فرود جريان در پاييين دست سرريز جانبي به عنوان موثرترين پارامتر ورودي شناسايي گرديد.
Thesis summary
اصلاح معادله ي يك بعدي دبي- اشل در سدهاي پاره سنگي و كاربرد آن در كنترل سيلاب
زهرا خداكرمي 2018
سيلاب با داشتن 40% خسارات اقتصادي، به عنوان يكي از پرخطرترين بلاياي طبيعي در جهان شناخته شده است كه جان و مال انسان ها را تهديد مي كند. يكي از مهم ترين راهكارهاي سازه اي كه مي توان در جهت كنترل سيلاب به آن اشاره كرد، احداث سدهاي پاره سنگي بدون هسته يا غشاي نفوذناپذير مي باشد كه به عنوان روشي با كارايي و راندمان مناسب و همچنين طرحي اقتصادي معرفي شده است. در اين سدها دبي پيك سيلاب با افزايش مدت زمان تداوم جريان، كاهش يافته و موجب تأخير در هيدروگراف خروجي نسبت به هيدروگراف ورودي مي شود. به علت آشفته بودن جريان در محيط هاي متخلخل درشت دانه(سنگدانه اي) قانون دارسي در سدهاي پاره سنگي معتبر نبوده و براي تحليل جريان در چنين حالتي بايد از معادلات جريان متلاطم، شامل روابط بين عدد رينولدز و ضريب اصطكاك يا گراديان هيدروليكي و سرعت جريان استفاده شود. در تحقيق حاضر جهت اصلاح معادله ي يك بعدي دبي- اشل در سدهاي پاره سنگي، آزمايشاتي در يك فلوم هيدروليكي (S_0=0.003,b=h=0.5 m,L=11m) انجام شد كه با اعمال رگرسيون غيرخطي چندمتغيره توسط نرم افزار SPSS23 بر روي 70% داده هاي آزمايشگاهي، 3 معادله ي اصلاحي پيشنهاد شد. براساس شاخص هاي آماري حاصل از 30% داده ها، صحت سنجي معادلات مورد بررسي قرار گرفت و نهايتاً نتايج قابل قبولي براي معادلات اصلاح شده، نمايي و منتج از آناليز ابعادي بدست آمد. با توجه به شاخص هاي آماري ((%)R^2,NS,MAPE) بدست آمده از كل داده ها (100%)، مي توان نتيجه گرفت كه معادله منتج از آناليز ابعادي در مقايسه با ساير معادلات، بهترين معادله مي باشد و همچنين نسبت به معادله تئوري يك بعدي داراي عملكرد بهتري است و شاخص كارايي مدل آن (NS)، 66/2 برابر شاخص كارايي مدل معادله تئوري يك بعدي مي باشد و اين روند در مورد شاخص ضريب همبستگي(R^2 ) نيز صدق مي كند و اين نتيجه حاصل مي شود كه بين دبي هاي محاسباتي حاصل از معادله منتج از آناليز ابعادي و دبي هاي مشاهداتي همبستگي بيشتر و خطاي كمتري مشاهده مي شود.
Thesis summary
تخمين ضريب دبي در سرريزهاي جانبي با استفاده از روش هوشمند بهينه سازي
معصومه اوشلي 2015
استفاده بهينه از منابع آبي كشور به دليل محدود بودن اين منابع بسيار حائز اهميت است. لذا تحويل حجمي و توزيع عادلانه آب نياز به سازه هاي اندازه گيري و كنترل دقيق جريان دارد. جهت انحراف آب در پروژه هاي آبياري وهيدروليك نياز به تأسيسات آبي داريم كه يكي ازمتداول ترين آنها سرريزهاي جانبي است و جهت استفاده بهينه ازاين نوع سرريزها نيازمند تخمين دقيق ميزان دبي عبوري از آن هستيم. الگوريتم شبيه سازي تبريد يك روش بهينه سازي عددي با ساختار تصادفي هوشمند است كه در اين پژوهش با استفاده از داده هاي آزمايشگاهي و الگوريتم شبيه سازي تبريد تدريجي كه همان روش هوشمند بهينه سازي است سعي بر اين است تا ضريب جريان در سرريز جانبي مستطيلي لبه تيز كه از صفحه ي شيشه اي به ضخامت 10 ميلي متر و ارتفاع 0.15 متر و طول 0.5 متر تعبيه شده در فلومي به طول 11 متر، عرض 0.48 متر و ارتفاع 0.5 متر و با شيب متغير و ضريب مانينگ0.013 را بهينه كرده چراكه اين روش ها نسبت به روش هاي كلاسيك جواب بهتري خواهد داشت. تابع هدف ارائه شده براي اين نوع از الگوريتم، مجموع مربعات اختلاف بين شيب سطح آب اندازه گيري شده و مشاهداتي است كه به صورت كمينه به دست مي آيد و بهينه ترين ضريب براي اين نوع از سرريزها 0.477 به دست آمد و در ادامه شاخص هاي آماري جهت ارزيابي نتايج حاصل از اين الگوريتم محاسبه گرديد و به وسيله آن ها نتايج مورد ارزيابي قرار گرفت و با توجه به تجزيه وتحليل هاي انجام شده و شاخص هاي آماري به دست آمده نتايج نشان داد كه استفاده از الگوريتم هاي هوشمند بهينه سازي تبريد تدريجي، مي تواند روشي مناسب براي تخمين ضريب دبي سرريزهاي جانبي باشد.
Thesis summary
تخمين افت انرژي در سرريزهاي پلكاني گابيوني با استفاده از شبكه عصبي مصنوعي
سميرا صفري 2015
در سال هاي اخير، كاربرد سنگ و توري سنگ در كارهاي آبي (نظير مهندسي رودخانه) به دلايل متعددي مانند صرفه اقتصادي، سهولت اجرا و تطابق با سيستم طبيعي رودخانه ها، رشد روز افزون داشته است. به عنوان مثالي از نمونه هاي موفق، مي توان سرريزهاي پلكاني گابيوني را نام برد كه در مهندسي رودخانه به عنوان سازه هاي تثبيت كننده بستر و يا بندهاي انحرافي به كار مي روند. بعلاوه، اين گونه سرريزها به لحاظ كارايي مناسب در استهلاك انرژي جريان، مورد توجه بيشتر طراحان قرار گرفته است. در حالت كلي در سرريزهاي پلكاني گابيوني دو نوع جريان قابل گذر است كه عبارتند از: جريان هاي درون گذر و روگذر. بررسي هاي مطالعات قبلي نشان مي دهد كه افت انرژي جريان روگذر به مراتب از جريان درون گذر بيشتر است. در تحقيق حاضر 4 مدل فيزيكي از سرريز پلكاني گابيوني با تخلخل هاي 32 و 40 درصد (و با شيب بالادست قائم و پايين دست 1:1) در شرايطي كه ديواره عمودي بالادست نفوذپذير و يا نفوذناپذير باشد، مورد آزمايش قرار گفت. نتايج آزمايشگاهي نشان داد كه با كاهش تخلخل، افت انرژي افزايش مي يابد كه اين امر احتمالا به دليل افزايش سهم جريان روگذر مي باشد. همچنين غير قابل نفوذ كردن ديواره بالادست سرريز نيز باعث افزايش جريان روگذر شده و بدين ترتيب ميزان استهلاك انرژي افزايش مي يابد. در اين ميان، تاثير غير قابل نفوذ كردن ديواره عمودي در افزايش افت انرژي در تخلخل 40 درصد بيشتر از تخلخل 32 درصد مشاهده شد. در آزمايش هاي انجام شده در مدلهاي فيزيكي از سرريز، در محدوده دبي 21 تا 96 ليتر بر ثانيه، تعداد 200 داده آزمايشگاهي برداشت گرديد. از آنجايي كه شبكه هاي عصبي مصنوعي مي توانند با دقت مناسبي فرآيندهاي پيچيده و غيرخطي را شبيه سازي كنند، از اين تكنيك براي برآورد استهلاك انرژي در مدل هاي فيزيكي مورد مطالعه استفاده به عمل آمد. از اينرو، شبكه عصبي مصنوعي پرسپترون چند لايه (MLP) با الگوريتم هاي يادگيري و تابع هاي محرك مختلف كه از تركيبهاي مختلف ورودي تشكيل يافته اند، مورد آموزش و آزمون قرار گرفتند. سپس مدل بهينه شبكه عصبي براساس معيارهاي آماري تعيين شد و با روابط رگرسيوني برازش داده شده در هر مدل فيزيكي، مقايسه گرديد. نتايج نشان داد كه شبكه عصبي مصنوعي در هر 4 مدل فيزيكي مورد مطالعه، از دقت بسيار بالايي در تخمين ميزان استهلاك انرژي جريان برخوردار است.
Thesis summary
تخمين ضريب هيدروديناميكي محيط متخلخل درشتدانه سنگدانه اي
فاطمه كريمي 2014
....
كاليبراسيون دريچه هاي كشويي و قطاعي در حالت جريان آزاد و مستغرق با استفاده از روش هاي الگوريتم بهينه سازي تبريد تدريجي و جامعه مورچگان
شيما ابوالفتحي 2014
با توجه به محدوديت منابع آبي كشور، استفاده بهينه از آن ضروري است. لذا تقسيم آب و تحويل حجمي آن نياز به سازه هاي كنترل و اندازه گيري دقيق جريان دارد. دريچه هاي كشويي و قطاعي جزء مهم ترين سازه هاي كنترل كننده جريان هستند. پس تخمين جريان از زير اين دريچه ها حائز اهميت بسيار خواهد بود و جهت استفاده بهينه از اين سازه ها نيازمند تعيين دقيق ضريب دبي عبوري از آن ها هستيم. كاليبراسيون يا واسنجي يكي از اقدامات لازم جهت نيل به اين مهم مي باشد كه آن را عمليات به دست آوردن روابط جريان براي سازه موردنظربه صورت دقيق و از طريق اندازه گيري تعريف مي كنند. روش هاي تبريد تدريجي و جامعه مورچگان ازجمله روش هاي بهينه سازي عددي با ساختار تصادفي هوشمند هستند كه امروزه استفاده از آن در حل مسائل پيچيده ي مهندسي با توجه به قابليت ها و توانايي هاي آن رو به افزايش نهاده است. الگوريتم تبريد تدريجي از فرآيند طبيعي آنيلينگ و الگوريتم جامعه مورچگان از رفتار جستجوگرانه مورچگان به سمت غذا الهام گرفته شده اند. در اين پژوهش از داده هاي آزمايشگاهي دريچه كشويي و قطاعي مستقر در فلومي به طول، عرض و ارتفاع 6/12، 6/0 و 65/0 متر و با محدوده دبي 01/0-09/0 مترمكعب بر ثانيه در حالت جريان آزاد و مستغرق استفاده شده و روابط مربوط به اين دريچه ها در هر دو حالت جريان آزاد و مستغرق با استفاده از دو الگوريتم تبريد تدريجي و جامعه مورچگان، مورد كاليبراسيون قرارگرفته است. تابع هدف ارائه شده به الگوريتم ها مجموع مربع اختلافات دبي بوده كه مورد كمينه سازي قرارگرفته و بهينه ترين ضرايب براي دريچه كشويي در حالت جريان آزاد و مستغرق به ترتيب 686/0 و 881/0 و براي دريچه قطاعي در حالت جريان آزاد و مستغرق به ترتيب 698/0 و 938/0 به دست آمد. درنهايت شاخص هاي آماري براي 70% داده-ها كه در كاليبراسيون استفاده شده بودند و 30% باقي مانده جهت اعتبار يابي، به صورت جداگانه محاسبه گرديد. همچنين با استفاده از اين شاخص ها دقت روابط مختلف نسبت به يكديگر و نسبت به داده هاي واسنجي و اعتبار يابي مقايسه گرديد. به طوركلي نتايج نشان داد كه استفاده از اين روش ها داراي دقت بسيار خوبي جهت كاليبراسيون مي باشد و مي توان آن ها را جايگزيني براي روش هاي پرهزينه و زمان بر ميداني قرار داد.
Thesis summary