Faculty - دانشکده کشاورزی

Faculty - دانشکده کشاورزی

P.H.D dissertations

مطالعه تاثير انسداد كالورت بر هيدروليك جريان و آبشستگي پايين دست
سميه كريم پوردغليان 2020
سيلاب به عنوان يكي از مخاطرات طبيعي، همواره يكي از دغدغه هاي اصلي در علوم آب به شمار مي رود و پيش بيني، هدايت و استفاده بهينه از حجم بالاي آب در جريان هاي سيلابي از اهداف دانش روز در اين زمينه است. كالورت ها به عنوان سازه ي كنترل و هدايت رواناب سطحي نقش بسزايي در هدايت سيلاب ايفا مي كنند كه تجربه سيل فروردين ماه 98 در استان گلستان، نمونه بارزي از تبعات عدم جانمايي سازه كالورت در خط ريلي را نشان داد. عدم پيش بيني و پيشگيري از مشكلات جانبي سازه هاي كنترلي همچون كالورت مي تواند به اندازه عدم تعبيه ي سازه ها در پروژه هاي سيستم جمع آوري و انتقال رواناب مشكل آفرين باشد. به مانند اكثر سازه هاي هيدروليكي كه همواره جزء سوم سيستم اندركنشي آب و رسوبات هستند، آبشستگي تهديدي براي پايداري اين سازه ها خواهد بود. از سوي ديگر به دليل ماهيت رواناب كه همواره حاوي مواد زايد و رسوبات معلق است، رسوب-گذاري و انسداد بخش هاي مختلف سازه (ورودي، داخل مجرا و خروجي) يكي از مشكلات عمده اين سازه به شمار مي رود. هدف اين پژوهش بررسي مشكل انسداد به عنوان مشكل عمده در سازه كالورت و تاثير آن بر هيدروليك جريان در كالورت و روند آبشستگي در پايين دست اين سازه تحت جريان ماندگار و غيرماندگاراست. در اين راستا مدل آزمايشگاهي دو شكل مقطع مختلف مجراي كالورت به صورت دايره اي و مستطيلي طراحي شد. براي هر شكل مقطع دو مدل با تعداد مجراي متفاوت در نظر گرفته شد. يك مدل تك مجرايي با سطح مقطع بزرگ و يك مدل دومجرايي با سطح مقطع كوچك مدل سازي شد. انتخاب مقاطع به نحوي بود كه همه مدل ها داراي سطح مقطع نسبتا يكسان بودند. شرايط جريان در دو حالت ماندگار و غير ماندگار شبيه سازي شد. در حالت ماندگار جريان با سه دبي مختلف شامل دبي طراحي مقطع كالورت و دو دبي كوچكتر و در حالت غير ماندگار سه هيدروگراف پله اي مورد استفاده قرار گرفت. طراحي انسدادها به نحوي انجام شد كه جريان روگذري رخ ندهد. انسدادها در حالت جريان ماندگار به دو صورت صلب و متخلخل با 4 اندازه مختلف طراحي شد. در جريان غير ماندگار از انسداد صلب استفاده شد. با استفاده از داده هاي هيدروليكي بدست آمده، ميزان برگشت آب در دبي هاي كمتر از دبي طراحي، بيشتر بود. با بررسي تاثير انسداد در مشخصات گودال آبشستگي پايين دست تاثير شرايط جريان در چگونگي تاثير انسداد بر خصوصيات آبشستگي مشخص ش
Thesis summary
اثرات برهمكنشهاي جريان، سازه با رسوبات غيريكنواخت بر آبشستگي پايه پل در حالت تك پايه و گروه پايه
سيدسعيد اخروي 2020
از شاخصترين دلايل تخريب پلها در رودخانه به ويژه در زمان سيلاب، آبشستگي اطراف فونداسيون پايه است. بنابراين، تخمين دقيق حداكثر عمق آبشستگي به منظور حفظ سرمايه مالي و جان انسانها از اهميت بالايي برخوردار است. اگرچه بيشتر مطالعات پيشين بر اساس بررسي آبشستگي موضعي در تك پايه پل بوده است اما پلهاي جديد عموما عريض بوده و براي تحمل بار عرشه پل از گروه پايهها استفاده ميشود. در اين پژوهش، آبشستگي موضعي در حالت تك پايه و گروه پايه براي رسوبات يكنواخت و غيريكنواخت در شرايط آب زلال به صورت آزمايشگاهي و عددي بررسي شده است. گروههاي پايه مورد استفاده در مطالعه آزمايشگاهي متشكل از يك ستون از پايههاي استوانهاي با فاصله بين پايههاي 3 ،2و 4برابر قطر پايه ميباشند. مطالعه حاضر ( 40آزمايش آزمايشگاهي) به هدف تعيين اثرات انواع بسترهاي رسوبي مختلف ( 5نوع بستر رسوبي) متشكل از ذرات ريز تا درشت در محدوده )1-3/5 mm( d50و انحراف معيار هندسي ( )1/4-3بر عمق آبشستگي براي دو عمق جريان مختلف انجام شده است. متغيرهاي مؤثر بر آبشستگي موضعي پايه در اين پژوهش شامل زمان ( ،)tدرشتي نسبي ذرات ( ،) dp/d50عمق نسبي جريان ( ) h⁄dpو غيريكنواختي ذرات ( )σgبراي آزمايشهاي تك پايه و گروه پايه است كه براي حالت گروه پايه، فاصله بين پايهها ( ) s⁄dpنيز به متغيرهاي اثرگذار بر فرآيند آبشستگي اضافه ميشود. يافتههاي تحقيقات آزمايشگاهي به تشريح )1اثرات اندازه ذرات و درجه غيريكنواختي بستر بر عمق آبشستگي و توپوگرافي سطح بستر )2اثرات شرايط متفاوت جريان بر فرآيند آبشستگي و درجه سپرشدگي بستر )3الگوي تكامل زماني عمق آبشستگي در بسترهاي رسوبي گوناگون در آرايش تك ستوني پايهها )4اثرات فاصله بين پايهها بر عمق آبشستگي در طول زمان و عمق تعادل آبشستگي در بسترهاي رسوبي يكنواخت و غيريكنواخت و )5عمكلرد معادلات توسعه يافته موجود در تخمين عمق تعادل آبشستگي پرداخته است. نتايج آزمايشگاهي نشان داد كه غيريكنواختي ذرات فاكتور كنترل كننده در آبشستگي پايه است. نتايج آزمايشهاي آزمايشگاهي حاكي از كاهش اثر σgبر عمق آبشستگي با افزايش عمق نسبي جريان ميباشد. نتايج آزمايشهاي آزمايشگاهي در حالت گروه پايه نشان داد كه با افزايش فاصله بين پايهها، حداكثر عمق آبشستگي در بسترهاي رسوبي يكنواخت كاهش يافته است. در حالي كه براي بسترهاي غيريكنواخت در شرايط يكسان جريان، رو
Thesis summary
مقايسه رويكردهاي اويلري ( )SOLA-VOFو لاگرانژي ( )MP-SPHدر شبيه سازي موج شوك ناشي از شكست سد
عليرضا خوش كنش 2019
مساله شكست سد عبارت از واژگوني ستون آب ساكن درون يك مخزن منشوري شكل كه تحت اثر كشيدن سريع يا رها شدن ناگهاني يك دريچه مي باشد. اين واژگوني منجر به شكل گيري يك جريان غيرماندگار سريع و توسعه آن به پائين دست مي گردد. اهميت مطالعه اين پديده در پيش بيني خصوصيات هيدروليكي سيلاب هاي شديد و ناگهاني، طراحي هاي مهندسي رودخانه، تعديل سيل، مديريت ريسك و برنامه ريزي هاي تحليل مخاطره مي باشد. پژوهش حاضر با هدف تعيين كارايي روش هاي اويلري و لاگرانژي حجم سيال ،VOFذرات متحرك نيمه ضمني MPS و هيدروديناميك ذرات هموار SPHدر پيش بيني خصوصيات جريان ناشي از شكست سد انجام شد. در اين راستا به ترتيب از نرم افزارهاي CFDتجاري Particle works ،Flow-3Dو كد منبع باز DUAL SPHysicsبه عنوان ابزار پژوهش استفاده شد. همچنين، اثر شرايط اوليه و هندسه مخزن بر خصوصيات جريان شكست سد روي بستر هاي ثابت خشك و مرطوب به روش حجم سيال مطالعه گرديد. به علاوه، اثر اختلاف تراز رسوبات بستر در محل سد، بر ويژگي هاي جريان شكست سد روي بستر متحرك به روش VOFمورد مداقه قرار گرفت. در مدلسازي هاي لاگرانژي به روش ذرات متحرك نيمه ضمني، اثرات شكل موانع، موانع كف و تنگ شدگي جانبي، ارتفاع سد پائين دست و وجود شكاف در بدنه آن بر جريان شكست سد روي بسترهاي خشك و مرطوب مطالعه گرديد. نتايج نشان داد كه هر سه روش MPS ،VOFو SPHاز دقت مطلوبي در پيش بيني خصوصيات هيدروليكي و ديناميكي جريان برخوردارند. در اين ميان، روش هاي SPHو MPSبه ترتيب بالاترين و پائين ترين دقت را دارند
Thesis summary

Master Theses

مطالعه عددي هيدروديناميك و ميزان آبشستگي در اطراف آبشكن چوگاني و مقايسه آن با آبشكن مستقيم
2024
چكيده : فرسايش و آبشستگي از مهمترين مسائل نگران كننده در ارتباط با كناره هاي رودخانه و سواحل مي باشد. استفاده از آبشكن ها از جمله روش هاي نوين كنترل و كاهش فرسايش مي باشد. آبشكن ها سبب انحراف حمله جريان از كناره ها و نواحي بحراني شده و جريان را به سمت محور مركزي رودخانه هدايت مي نمايند. اين پژوهش به منظور بررسي عددي آبشستگي در اطراف آبشكن هاي Lشكل، مستقيم و چوگاني تحت سه زاويه مختلف 30، 60 و 90 درجه نسبت به ساحل پايين دست كانال ،توسط نرم افزار Flow-3D انجام شده است . در پژوهش حاضر از داده هاي مطالعه باجلوند استفاده شده است . آزمايش ها در آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه بوعلي سينا در فلومي به طول 5/10 متر، عرض و ارتفاع 5/0 متر انجام گرفته است. آبشكن هاي مورد استفاده در اين پژوهش از نوع نفوذناپذير و غير مستغرق بود. جهت شبيه سازي آبشستگي حول آبشكن ها، مدل هاي سه آبشكن چوگاني و Lشكل و مستقيم در سه زاويه مختلف باتوجه به ابعاد آن ها توسط نرم افزار سه بعدي ساخته شد و در برنامه فراخواني شد. سپس با در نظر گرفتن فيزيك هاي مسئله مورد نظر به شبيه سازي پرداخته شده است و سپس جهت شبيه سازي بهينه ترين تعداد سلول و مش بلوك انتخاب شده است و مدل آشفتگي RNG به عنوان بهترين مدل آشفتگي جهت شبيه سازي مورد نظرانتخاب شد. ميزان درصد خطاي نتايج عددي و آزمايشگاهي بين 33/2 تا 5/9 درصد براورد شد. نتايج عددي نشان داد مقدار حداكثر آبشستگي آبشكن چوگاني با زاويه 90 درجه 59/18درصد نسبت به 60 درجه و مقدار حداكثر آبشستگي در آبشكن چوگاني در زاويه 60 درجه نسبت به 30 درجه 7/13 درصد افزايش يافته است.همچنين مقدار حداكثر آبشستگي آبشكن Lشكل با زاويه 90 درجه 72/16درصد نسبت به 60 درجه و مقدار حداكثر آبشتگي در آبشكن 60 درجه نسبت به 30 درجه 26/15 درصد افزايش يافته است. با توجه به حل عددي، در حالت كلي مي توان گفت كه چاله آبشستگي آبشكن هاي چوگاني كوچكتر از آبشكن هاي L شكل و چاله آبشستگي آبشكن هاي L شكل كوچكتر از آبشكن مستقيم مي باشد. با افزايش زاويه آبشكن ها از 30 به 90 درجه حداكثر عمق حفره آبشستگي در آبشكن هاي چوگاني 33/42 درصد و در آبشكنهاي L شكل44/33 درصد افزايش مي يابد.
Thesis summary
ساخت و آزمون عملكرد توربين پيچ ارشميدس در مقياس آزمايشگاهي
عباس گوديني 2023
اخيرا، توربين پيچ ارشميدس به عنوان يك وسيله تبديل انرژي جنبشي و پتانسيل آب در دبي و ارتفاع پائين به انرژي الكتريكي مورد توجه قرار گرفته است. اجزاء اصلي هندسي توربين شامل پره ها، قطر و گام پيچ مي باشد. با عبور جريان از فضاي بين پره ها كه باكت ناميده مي شود و تحت تاثير نيروي مماسي آب بر پره ها، توربين پيچ ارشميدس به چرخش در مي آيد. اين چرخش توسط يك ژنراتور به نيروي الكتريكي تبديل مي گردد. در يك دهه اخير، مطالعات زيادي در زمينه افزايش راندمان توربين انجام گرفته است. بيشتر اين مطالعات در جهت بهينه سازي پارامترهاي هندسي و تاثير آن بر راندمان پيچ صورت پذيرفته است. در ايران، مطالعات انجام گرفته به صورت روش هاي عددي بوده و تاكنون نمونه آزمايشگاهي معتبر مورد مطالعه قرار نگرفته است. در تحقيق حاضر، براي اولين بار يك مدل آزمايشگاهي به روش توليد سنتي با استفاده از فرايندهاي فلزكاري متعارف كه در صنعت استفاده مي شود، ساخته شد و با هدف بررسي عملكرد آن در شرايط مختلف هيدروليكي در فلوم آزمايشگاهي دانشگاه بوعلي سينا نصب گرديد. هشت دبي 3/1، 5/1، 7/1، 9/1، 1/2، 3/2، 5/2 و 7/2 ليتر در ثانيه آزمايش شد. در هر دبي، سه زاويه استقرار يا قرارگيري 21، 24 و 27 درجه بررسي شد. همچنين، براي هر زاويه استقرار سه وضعيت استغراق 50 درصد، 75 درصد و 100 درصد در نظر گرفته شد. نتايج نشان داد كه راندمان توربين با افزايش دبي افزايش مي يابد و توربين در زاويه استقرار 24 درجه داراي بهترين عملكرد است. نتايج حاصل از ايجاد استغراق نشان داد كه استغراق 50 درصد باعث افزايش راندمان شده و با بالا رفتن استغراق راندمان به ميزان قابل توجهي كاهش مي يابد. بهترين راندمان در دبي 7/2 ليتر در ثانيه، زاويه استقرار 24 درجه و استغراق 50 درصد برابر با 5/58 درصد بدست آمد.
Thesis summary
مقايسه ميزان آبشستگي پايه پل در رسوبات شكسته شده و طبيعي
2023
آبشستگي پايه پل يكي از مهم ترين مسائل در مهندسي رودخانه و نگراني ها در ايمني پل ها است. به طور كلي آبشستگي ناشي از فعاليت فرسايشي جريان است كه سبب حمل رسوبات در بستر رودخانه مي شود. از عوامل عمده ي تخريب پل ها ميتوان به آبشستگي موضعي اطراف پايه هاي آنها اشاره كرد. پل ها از جمله مهم ترين و كاربردي ترين سازه هاي رودخانه اي هستند كه از گذشته تا به امروز براي تسهيل حمل و نقل مورد استفاده قرار گرفته اند ولي همه ساله به دليل بروز سيلاب هاي متعدد، در زماني كه نياز بيشتري به آن ها داريم دچار تخريب و آسيب ديدگي مي شوند.در اين پژوهش در قالب 6 آزمايش و 2 بستر رسوبي مختلف طبيعي رودخانه اي و شكسته شده ي آزمايشگاهي در 3 جريان 4، 6و8 ليتر بر ثانيه صورت گرفته است. فلوم موجود در آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه بوعلي سينا داراي 10 متر طول، 5/0 متر عرض و شيب بستر 002/0 بود. پايه دايره اي به قطر 4 سانتي متر براي انجام آزمايش ها مورد استفاده قرار گرفت. نتايج نشان مي دهند در اين پژوهش براي هر دو رسوب به ترتيب از دبي هاي 4 ، 6 و 8 ليتر بر ثانيه استفاده شد ، ميزان عمق آبشستگي در رسوب شكسته شده به ترتيب 4،2و6 سانتي متر اندازه گيري شد، اين در حالي است كه در رسوب رودخانه اي با تكرار همان دبي هاي قبلي ميزان آبشستگي به ترتيب 5،3و7 سانتي متر مشاهده شد،به اين ترتيب مشخص شد كه ميزان عمق آبشستگي در رسوب گرد رودخانه به مراتب بيشتر از رسوب شكسته شده آزمايشگاهي است.به طور كلي نتايج نشان داد كه با افزايش شدت جريان عمق آبشستگي افزايش خواهد يافت. به طور كلي ميتوان گفت شكل فيزيكي رسوب بستر تاثير زيادي در ميزان آبشستگي پايه پل دارد،به طوري كه در پژوهشي كه انجام شد مشاهده شد كه ميزان آبشستگي در رسوبات گرد رودخانه اي به دليل گرد و كروي بودن رسوبات بيشتر اتفاق مي افتد زيرا با افزايش شدت جريان به دليل كروي شكل بودن ذرات روي هم ميغلتند و به راحتي جا به جا ميشوند و گودال آبشستگي ايجاد ميشود نتايج حاصل از شبيه سازي توسط نرم افزار Flow-3D با نتايج آزمايشگاهي مورد صحت سنجي قرار گرفته است. نتايج حاصل از شبيه سازي نشان داد كه مدل عددي داراي بيش برآورد در تخمين عمق آبشستگي بوده است و درصد خطاي حاصل از آن بين 5تا 16درصد متغير مي باشد.
Thesis summary
آبشستگي پايه پل در رسوبات يكنواخت و غيريكنواخت در حالت با طوقه و بدون طوقه
2023
آبشستگي پايه پل يكي از عوامل اصلي تخريب پل ها در سراسر جهان است.آبشستگي تعاريف متعددي دارد از جمله: وقوع فرسايش بستر و كناره ي آبراهه در اثر عبور جريان آب يا فرسايش بستر در پايين دست سازه هاي هيدروليكي به علت شدت جريان زياد و يا وقوع فرسايش بستر در اثر به وجود آمدن جريان هاي متلاطم موضعي. روش هاي مختلفي براي مقابله با آبشستگي پيشنهاد شده است..استفاده از طوقه يكي از روش هاي مؤثراصلاح الگوي جريان در كاهش آبشستگي در اطراف تكيه گاه و پايه پل است. طوقه صفحه اي است كه در ارتفاعات مختلف پاية پل و معمولاً نزديك بستر در اطراف پايه قرار ميگيرد. طوقه، جريان را به دو ناحية بالا و پايين طوقه تقسيم ميكند.ناحية بالاي طوقه به عنوان يك مانع در مقابل جريان رو به پايين عمل ميكند و قدرت جريان رو به پايين را در اثر برخورد با طوقه كاهش ميدهد. در ناحية پايين طوقه، قدرت جريان رو به پايين و در نتيجه گرداب نعل اسبي كاهش مييابد. كارايي يك طوقه به اندازه و محل قرارگيري آن بر روي پايه نسبت به بستر، بستگي دارد. بدين منظور ضمن بررسي توسعه زماني آبشستگي الگوي جريان در اطراف گروه پايه دايره اي و اثر طوقه بررسي شده است در اين پژوهش 20 آزمايش در قالب بستر رسوبي مختلف و همراه با طوقه و بدون طوقه و در سه نوع شدت جريان 4و6و8 ليتر بر ثانيه در آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه بوعلي سينا برقرار شد. فلوم موجود در اين آزمايشگاه داراي 10 متر طول5/0 متر عرض و شيب بستر 002/0بود پايه دايره اي به قطر 4 سانتيم تر براي انجام آزمايش ها مورد استفاده قرار گرفت به طور كلي نتايج نشان داد كه با افزايش شدت جريان عمق آبشستگي افزايش خواهد يافت اما اين موضوع در نوع بسترهاي مختلف متفاوت بود. عمق آبشستگي در بستر رسوبي غير يكنواخت در حالت بدون طوقه و همراه با طوقه به ترتيب درصد18 و53 نسبت به بستر رسوبي يكنواخت كاهش يافته است. همچنين كمترين ميزان عمق آبشستگي در رسوبات و حالت طوقه بوده است. نتايج حاصل از شبيه سازي توسط نرم افزار Flow3D با نتايج آزمايشگاهي مورد صحت سنجي قرار گرفته است. نتايج حاصل از شبيه سازي نشان داد كه مدل عددي داراي بيش برآورد در تخمين عمق آبشستگي بوده است و درصد خطاي حاصل از آن بين 2 تا13 درصد متغير مي باشد. همچنين نمودار ها و تصاوير حاصل از برنامه عددي Flow-3d داراي تشابه مناسبي با تصاوير در آزمايشات آزمايشگاه دارد
Thesis summary
بررسي استفاده هم زمان آبشكن و ريپ رپ بر كاهش آب شستگي تكيه گاه
پويا برنده 2022
چكيده: تكيه گاه ها به عنوان يكي از سازه هاي مهم همواره در خطر آب شستگي قرار دارند . بنابراين راه هاي كاهش عمق آبشستگي مورد توجه بوده است. اين پژوهش در آزمايشگاه هيدروليك دانشكده كشاورزي دانشگاه بوعلي سينا انجام گرفت. فلوم مورد استفاده داراي طول 5/10، عرض و ارتفاع 5/0 متر مي باشد. در اين آزمايش به بررسي و مقايسه تاثير مدل هاي مختلف تكيه گاه شامل مستطيلي،دايره و ذوزنقه اي بر ميزان آبشستگي پرداخته شده است. هم چنين به منظور حفاظت از تكيه گاه در برابر آبشستگي از آب شكن و سنگ چين نيز استفاده شده است. آبشكن داراي ارتفاع 25 و عرض 6 سانتي متر در فاصله 40 سانتي متر در بالادست تكيه گاه نصب شده است. هم چنين از پوشش سنگ چين در پاي تكيه گاه ها براي كاهش عمق آبشستگي استفاده شده است. سنگ چين حفاظتي داراي قطر متوسط يك سانتي متر مي باشد كه در اطراف تكيه گاه هاي موجود روي بستر استفاده، و تاثير آن برميزان آبشستگي مورد بررسي قرار گرفت. تكيه گاه هاي استفاده شده داراي عرض يا عمق ثابت10 ، ارتفاع 40 و طول 20 سانتي متر هستند و به ديواره فلوم نصب شده اند. نتايج نشان داد كه با افزايش دبي جريان ميزان آبشستگي نيز بيشتر مي شود و بيشترين مقدار آبشستگي نيز مربوط به تكيه گاه مستطيلي است. استفاده از آبشكن محافظ و سنگ چين در بهبود مقدار عمق آبشستگي موثر بوده اند. بهترين حالت از نظر حداقل مقدار آبشستگي ، حالت تكيه گاه دايره اي با سنگ چين و آبشكن مي باشد. مقدار آبشستگي تكيه گاه ذوزنقه اي حد فاصل بين دو تكيه گاه مستطيلي و دايره اي است. استفاده از پوشش سنگ چين تا حد زيادي روند آبشستگي به ويژه در لبه ابتدايي تكيه گاه ها را كاهش داده و با ايجاد پديده سپرشدگي مانع از ايجاد گودال و افزايش عمق آن شده است.
Thesis summary
بررسي عددي عمق نسبي جريان بر آبشستگي موضعي پايه پل در رسوبات يكنواخت
سوما محمديان 2022
با توجه به اين كه همه ساله شكست پل ها سبب بروز خسارت هاي جاني و مالي شده است. درنتيجه شناخت پديده آبشستگي موضعي كه بزرگ ترين عامل بروز اين نوع خسارت ها مي گردد حائز اهميت است. اين پديده كه به صورت خاموش عمل مي كند و در طول زمان موجب شست وشوي پايه هاي پل مي گردد كه درنهايت شكست پايه پل و از بين رفتن آن را به همراه دارد. درنتيجه شناخت اين پديده و عوامل مؤثر در ايجاد آن سبب شناخت بهتر آن و موجب پيشگيري در ايجاد اين پديده مي گردد. يكي از پارامترهاي بسيار مهم در وضعيت گودال آبشستگي و تعيين حداكثر عمق آبشستگي، اثرات عمق نسبي جريان مي باشد. به همين دليل دراين پژوهش سعي خواهد شد به بررسي اثرات عمق جريان در يك بازه وسيع بر حداكثر عمق آبشستگي و وسعت گودال آبشستگي پرداخته شود. همچنين سعي بر بررسي دقيق اثرات عمق جريان و ارائه معيار جديدي براي جريان عميق دارد. علاوه بر اين، دراين مطالعه سعي مي شود تا رابطه جديدي بين حداكثر عمق آبشستگي و عمق نسبي جريان توسعه داده شود. نتايج حاصل از اين پژوهش بيانگر اين است كه معيارهاي بيان شده توسط دانشمندان ديگر اشتباه بوده است. و دراين پژوهش معيار h/d_p ≥3 براي اصلاح اين معيارهاي ارائه شده توسط دانشمندان گذشته معرفي مي گردد. همچنين نتايج به دست آمده بيانگر اين است كه تا عمق نسبي 10 سانتي متر با افزايش عمق، عمق آبشستگي نيز افزايش مي يابد (يعني متناسب با عمق جريان، عمق آبشستگي افزايش مي يابد). از عمق 12 سانتي متر به بعد با افزايش عمق، عمق آبشستگي متناسب با عمق جريان عمل نمي كند ( دراين صورت عمق جريان در مقايسه با اعماق قبلي كمتر تغيير مي كند).
Thesis summary
تاثير ارتفاع و موقعيت عمودي شكاف در كاهش عمق آبشستگي پايه پل دايره اي در رسوبات غير يكنواخت و غير چسبنده
ميلاد كاظميان 2021
آبشستگي از مهم ترين عوامل تخريب پايه ي پل هاست. يكي از راه هايي كه باعث كاهش قدرت جريان سيستم گردابي در مكانيزم آبشستگي مي شود، استفاده از شكاف در پايه ي پل است. با توجه به اين كه رسوبات رودخانه ها از مصالح طبيعي (رسوبات غيريكنواخت) مي باشد بررسي تاثير و عملكرد شكاف در رسوبات غيريكنواخت حائز اهميت است. در اين پژوهش آزمايشگاهي، سه دبي (8، 10 و 12 ليتر بر ثانيه) و سه مدل شكاف، به همراه پايه بدون شكاف به عنوان پايه شاهد، در رسوبات يكنواخت و غيريكنواخت با اندازه متوسط يك ميلي متر و انحراف معيار هندسي به ترتيب 1٫3 و 2 بررسي شد. نتايج نشان داد با تبديل رسوبات يكنواخت به غيريكنواخت تا 77 درصد از عمق آبشستگي در مدل هاي مختلف پايه كاسته مي شود. براي دو نوع شكاف با ابعاد يكسان، شكافِ هم تراز با بستر تاثير بيشتري نسبت به شكاف نزديك به سطح آب دارد. افزايش ارتفاع شكاف هم تراز با بستر به اندازه 2/6 سانتي متر (حداكثر عمق آبشستگي در دبي 12 ليتر بر ثانيه براي پايه شاهد در رسوبات يكنواخت) در زير بستر در رسوبات يكنواخت و غير يكنواخت، منجر به كاهش عمق آبشستگي به طور ميانگين به ترتيب 47 و 43 درصد نسبت به پايه شاهد مي شود. با افزايش دبي و عدد فرود جريان، عمق آبشستگي در مدل هاي مختلف پايه و بستر افزايش يافته است. هم چنين با افزايش عمق جريان ناشي از افزايش دبي، عمق آبشستگي با توجه به نوع بستر و نوع مدل پايه افزايش يافته است. زمان تعادل آبشستگي متناظر دبي هاي 8، 10 و 12 ليتر بر ثانيه در بستر يكنواخت به ترتيب 300، 270 و 240 دقيقه و در بستر غيريكنواخت به ترتيب در دقيقه 60، 50 و 40 رخ داده است. با توجه به نتايج بدست آمده گودال آبشستگي در بستر غيريكنواخت با زمان كمتري نسبت به بستر يكنواخت به تعادل مي رسد. الگوي جريان با استفاده از نرم افزار Flow3D مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد استفاده از شكاف در پايه پل جريان رو به پايين را كه عامل اصلي ايجاد گرداب نعل اسبي و يكي از عوامل فرسايش اطراف پايه است را به فاصله ا ي دورتر از پايه منحرف كرده و باعث كاهش عمق آبشستگي مي گردد.
Thesis summary
بررسي عددي و آزمايشگاهي تأثير نفوذپذيري آبشكن چوگاني بر ميزان آبشستگي و مقايسه آن با آبشكن L شكل
حسين نظري 2021
آبشكن يكي از روش هاي كنترل فرسايش رودخانه ها مي باشد كه با ايجاد جريان آرام، توان حمل مواد رسوبي را كاهش داده و زمينه مساعدي براي رسوبگذاري مواد رسوبي و تثبيت كناره ها فراهم مي آورد. با ساخت آبشكن شرايط جديدي در رودخانه ايجاد مي شود كه منجر به آبشستگي اطراف دماغه آبشكن ها مي گردد. با تعيين ميزان آبشستگي و الگوي جريان در اطراف آبشكن ها، به طراحي بهتر آبشكنها كمك ميكند. در گذشته تحقيقات وسيعي بر روي آبشستگي در آبشكن هاي نفوذناپذير انجام شد، بنابراين در اين تحقيق به بررسي آزمايشگاهي آبشستگي و رسوب گذاري اطراف آبشكن هاي نفوذپذير چوگاني، ال شكل و مستقيم به صورت غيرمستغرق پرداخته مي شود. آزمايش ها در آزمايشگاه سازه هاي آبي دانشگاه بوعلي سينا در شرايط آب زلال و با آبشكن هاي چوگاني، ال شكل و مستقيم با درصدهاي نفوذپذيري 0%(بسته) 30%،40% و 50% درون فلومي به طول 5/10 متر، عرض و ارتفاع 5/0 متر براي سه عدد فرود 364/0، 367/0 و 372/0 انجام گرفت. با استفاده از آناليز ابعادي عوامل بي بعد استخراج شد. جهت انجام آزمايش هاي آبشستگي محدوده 5/2 متر از طول كانال توسط رسوبات ماسه اي با قطر متوسط 1 ميلي متر پر شد و آزمايش ها در مدت زمان 5 ساعت انجام شد. نتايج اين تحقيق نشان داد با افزايش عدد فرود جريان، ابعاد چاله فرسايشي در جهت طول، عرض و عمق براي آبشكن نفوذناپذير به ترتيب 2 برابر، 5/1 برابر و بيش از 2 برابر افزايش مي يابد. با افزايش نفوذپذيري آبشكن از 0% به 50% حداكثر عمق آبشستگي به ميزان بيش از 70% كاهش يافته است. همچنين آبشكن هاي بسته داراي آبشستگي بيشتري نسبت به آبشكن هاي باز دارند. در مقايسه ميان سه آبشكن چوگاني، ال شكل و مستقيم، آبشستگي در آبشكن چوگاني در تمام حالت ها از آبشكن ال شكل و مستقيم كمتر مي باشد؛ بنابراين در اين تحقيق عملكرد آبشكن چوگاني از دو شكل ديگر بهتر است. نتايج عددي نشان مي دهد بيشترين فشار جريان در پيرامون آبشكن ها، در بالادست آبشكن رخ مي دهد. اين فشار جريان و همچنين انرژي آشفتگي جريان با افزايش نفوذپذيري آبشكن، كاهش مي يابد.
Thesis summary
تاثير ارتفاع و موقعيت عمودي شكاف در كاهش عمق آبشستگي پايه پل استوانه اي در رسوبات غير يكنواخت و غير چسبنده
ميلاد كاظميان 2021
آبشستگي از مهمترين عوامل تخريب پايه ي پلها ست. يكي از راههايي كه باعث كاهش قدرت جريان سيستم گردابي در مكانيزم آبشستگي ميشود، استفاده از شكاف در پايهي پل است. با توجه به اينكه رسوبات رودخانهها از مصالح طبيعي )رسوبات غيريكنواخت( ميباشد بررسي تاثير و عملكرد شكاف در رسوبات غيريكنواخت حائز اهميت است. در اين پژوهش آزمايشگاهي، سه دبي ) 8 ، 10 و 12 ليتر بر ثانيه( و سه مدل شكاف، به همراه پايه بدون شكاف به عنوان پايه شاهد، در رسوبات يكنواخت و غيريكنواخت با اندازه متوسط يك ميليمتر و انحراف معيار هندسي به ترتيب 1٫3 و 2 بررسي شد. نتايج نشانداد با تبديل رسوبات يكنواخت به غيريكنواخت تا 77 درصد از عمق آبشستگي در مدلهاي مختلف پايه كاسته ميشود. براي دو نوع شكاف با ابعاد يكسان، شكافِ همتراز با بستر تاثير بيشتري نسبت به شكاف نزديك به سطح آب دارد. افزايش ارتفاع شكاف همتراز با بستر به اندازه 2 / 6 سانتيمتر )حداكثر عمق آبشستگي در دبي 12 ليتر بر ثانيه براي پايه شاهد در رسوبات يكنواخت( در زير بستر در رسوبات يكنواخت و غير يكنواخت، منجر به كاهش عمق آبشستگي به طور ميانگين به ترتيب 47 و 43 درصد نسبت به پايه شاهد ميشود. با افزايش دبي و عدد فرود جريان، عمق آبشستگي در مدلهاي مختلف پايه و بستر افزايش يافته است. همچنين با افزايش عمق جريان ناشي از افزايش دبي، عمق آبشستگي با توجه به نوع بستر و نوع مدل پايه افزايش يافته است. زمان تعادل آبشستگي متناظر دبيهاي 8 ، 10 و 12 ليتر بر ثانيه در بستر يكنواخت به ترتيب 300 ، 270 و 240 دقيقه و در بستر غيريكنواخت به ترتيب در دقيقه 60 ، 50 و 40 رخ داده است. با توجه به نتايج بدست آمده گودال آبشستگي در بستر غيريكنواخت با زمان كمتري نسبت به بستر يكنواخت به تعادل ميرسد. الگوي جريان با استفاده از نرم افزار Flow3D مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد استفاده از شكاف در پايه پل جريان رو به پايين را كه عامل اصلي ايجاد گرداب نعل اسبي و يكي از عوامل فرسايش اطراف پايه است را به فاصلهاي دورتر از پايه منحرفكرده و باعث كاهش عمق آبشستگي ميگردد.
Thesis summary
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
بررسي تأثير زاويه و طول آبشكن چوگاني بر ميزان آبشستگي و مقايسه آن با آبشكن L شكل
سجاد باجلوند 2020
چكيده: آبشكن ها سازه هاي متقاطع يا عرضي هستند كه از ديواره طبيعي رودخانه با طول مناسب و با زاويه مناسبي نسبت به راستاي عمومي جريان، توسعه يافته سبب انحراف حمله جريان از كناره ها و نواحي بحراني شده و جريان را به سمت محور مركزي رودخانه هدايت مي نمايند. عوامل گوناگون بر شكل و ابعاد حفره آبشستگي در شكل هاي مختلف آبشكن موثرند. تحقيقات بسياري در مورد الگوي آبشستگي پيرامون آبشكن ها تا كنون انجام شده است. اما در مورد الگوي آبشستگي پيرامون آبشكن چوگاني تحقيقات آزمايشگاهي اندكي صورت گرفته است. در پژوهش حاضر، آزمايش ها در آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه بوعلي سينا، در فلومي به طول 5/10 متر، عرض و ارتفاع 5/0 متر انجام گرفت. در اين مطالعه، به بررسي اثر طول و زاويه آبشكن چوگاني و L شكل بر توپوگرافي بستر پرداخته شد. سپس تغييرات توپوگرافي بستر پيرامون آبشكن هاي چوگاني، L شكل و مستقيم بررسي گرديد. آزمايشات آبشكن هاي چوگاني و L شكل با دو طول 8 و 12 سانتيمتر (كه كمتر از %25 عرض كانال هستند) و سه زاويه 30، 60 و 90 درجه (نسبت به ساحل پايين-دست كانال) انجام شد. همچنين آزمايشات آبشكن هاي مستقيم با طول 12 سانتيمتر و زاويه 90 درجه انجام شد. آبشكن هاي مورد استفاده در اين پژوهش از نوع نفوذناپذير و غير مستغرق بود. در آبشكن هاي چوگاني و L شكل 1/3 طول كل آبشكن به عنوان زبانه طراحي گرديد. همه ي آزمايشات با استفاده از سه دبي 8، 10 و 15 ليتر بر ثانيه انجام شد. براي انجام آزمايشات آبشستگي محدوده 5/2 متر از طول كانال با ضخامت 15/0 متر توسط رسوبات ماسه طبيعي با قطر متوسط 84/0 ميليمتر پر شد. نتايج نشان داد با افزايش طول آبشكن ابعاد حفره آبشستگي شامل (حداكثر عمق، حداكثر عرض، طول بالا دست و طول پايين-دست) پيرامون اولين آبشكن افزايش مي يابد. همچنين مساحت و حجم حفره آبشستگي پيرامون آبشكن ها و نيز طول و ضخامت پشته رسوبي در پايين دست آبشكن ها افزايش مي يابد. بعلاوه با كاهش زاويه سري آبشكن از 90 درجه به 30 درجه عمق آبشستگي در دماغه هر آبشكن كاهش مي يابد. از سوي ديگر، مساحت و حجم آبشستگي پيرامون آبشكن ها و نيز طول و ضخامت پشته رسوبي در پايين دست آبشكن ها كاهش مي يابد. در تمامي آزمايشات ابعاد چاله آبشستگي، مساحت و حجم آبشستگي و طول و ضخامت پشته رسوبي با افزايش طول و كاهش زاويه در آبشكن هاي چوگاني كمتر از L شكل مي با
Thesis summary
بررسي آب شستگي پايه پل با مقطع دايره در بستر غيريكنواخت غيرچسبنده
مهين اسحاقيان 2020
آبشستگي در پايه پل يكي از مهم ترين مسائل در مهندسي رودخانه مي باشد. با توجه به فيزيك طبيعي مصالح رودخانه اي (رسوبات غيريكنواخت) و اثرگذاري بالاي آن بر ابعاد و تكامل زماني گودال آبشستگي، بررسي برهمكنش جريان و سازه با بستر رسوبي غيريكنواخت به دليل تشكيل لايه سپر از اهميت بالايي برخوردار است. بدين منظور ضمن بررسي توسعه زماني آبشستگي، الگوي جريان در اطراف تك پايه دايره اي بررسي شده است. در اين پژوهش 15 آزمايش در قالب 5 بستر رسوبي مختلف و در سه نوع شدت جريان (20 و 35 ليتر بر ثانيه به همراه جريان غيرماندگار) در آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه بوعلي سينا برقرار شد. لازم به ذكر است كه بستر اول و بستر پنجم اين پژوهش داراي رسوبات يكنواخت با انحراف معيار هندسي 4/1 مي باشد و قطر متوسط ذرات آن به ترتيب 2 و 5/3 ميلي متر است. بستر دوم، سوم و چهارم اين پژوهش داراي رسوبات غيريكنواخت بوده كه انحراف معيار هندسي آن ها به ترتيب 2، 2 و 3 و با قطر متوسط ذرات 2، 1 و 1 ميلي متر مي باشند. فلوم موجود در اين آزمايشگاه داراي 10 متر طول، 5/0 متر عرض و شيب بستر 002/0 بود. پايه دايره اي به قطر 4 سانتي متر براي انجام آزمايش ها مورد استفاده قرار گرفت. به طور كلي نتايج نشان داد كه با افزايش شدت جريان، عمق آبشستگي افزايش خواهد يافت. اما اين موضوع در نوع بسترهاي مختلف داراي درصد متفاوتي است. به صورت متوسط در بسترهاي مختلف، ميزان افزايش عمق آبشستگي با تغيير جريان از 20 به 35 ليتر بر ثانيه، در حدود 27 درصد بود. نكته قابل توجه ديگر آن است كه ميزان عمق حداكثر آبشستگي در حالت تعادل در تمامي آزمايش هاي با جريان غيرماندگار بين آزمايش با دبي 20 ليتر بر ثانيه و آزمايش با دبي 35 ليتر بر ثانيه قرار مي گيرد. مقايسه بستر اول و دوم نشان داد كه با تغيير انحراف معيار هندسي ذرات از 4/1 به 2 (تبديل يكنواختي بستر به غيريكنواختي)، عمق حداكثر آبشستگي در سه آزمايش متناظر آن ها به ترتيب 70، 60 و 70 درصد كاهش يافته است. اما نتايج مقايسه بسترهاي سوم و چهارم نشان داد كه افزايش ميزان انحراف معيار هندسي ذرات از 2 به 3، اثر قابل توجهي بر كاهش ميزان آبشستگي نداشته است. مقايسه بستر دوم و سوم نشان داد كه با تغيير اندازه متوسط ذرات از 2 به 1 ميلي متر، ميزان عمق آبشستگي بستر افزايش خواهد داشت. زيرا در شرايط يكسان جريان، ذرات درشت تر لايه سپ
Thesis summary
بررسي آزمايشگاهي تاثير نواحي نگهداشت موقت بر آبشستگي پايه پل با مقطع دايره اي
احد نعمتي 2019
وقوع آبشستگي موضعي در اطراف پايه ها يكي از دلايل عمده ي عدم پايداري پل ها مي باشد. بنابراين ارائه روش هاي مناسب به منظور پيش بيني و كنترل عمق آبشستگي بسيار مورد توجه بوده است. روش هاي مختلفي براي كنترل آبشستگي اطراف پايه هاي پل پيشنهاد شده است. در مطالعه ي حاضر تاثير نواحي نگهداشت موقت برآبشستگي پايه پل دايره اي در شرايط آب زلال، در رسوبات غير يكنواخت غير چسبنده مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته است. در ابتدا پايه پل با سه قطر 5،5/10،7 سانتي متردر فاصله 72سانتي متري از ابتداي بستر ودر ناحيه نگهداشت اول قرار گرفت. سپس نتايج حاصل با نتايج آبشستگي در رسوبات بستر يكنواخت غيرچسبنده گرديد كه مشاهده شد زمان تعادل آبشستگي در رسوبات غيريكنواخت كمتر از زمان تعادل رسوبات يكنواخت مي باشد. سپس پايه پل 5 سانتي متري به پايين دست ناحيه نگهداشت اول و فاصله 104 سانتيمتر از ابتداي بستر رسوبي منتقل شد. نتايج حاصل مشاهده شد كه انتقال پايه به پايين دست ناحيه نگهداشت اول باعث كاهش 15% در حداكثر عمق آبشستگي شده است. براي دستيابي به الگوي جريان در كانال با نواحي نگهداشت موقت و آبشستگي اطراف پايه پل از نرم افزار Flow-3D استفاده شد. در اين پژوهش از مدل آشفتگي LES در شبيه سازي جريان همراه رسوب و نيز شبيه سازي مقاطع مختلف استفاده شد. در نهايت نتايج آزمايشگاهي با مدل عددي Flow-3D مقايسه شده است. مقايسه نتايج نشان مي دهد اين مدل در شبيه سازي جريان همراه با رسوب در كانال با نواحي نگهداشت موقت از دقت بالايي برخوردار است. عمق آبشستگي مشاهده شده در محيط جانبي پايه پل به وسيله مدل موجود حدود 10 تا 25 درصد كوچكتر از مقادير اندازه گيري شده در نمونه آزمايشگاهي به دست آمده است.
Thesis summary
بررسي تاثير سازه هاي تغذيه مصنوعي بر تغييرات آب زيرزميني با استفاده از معيار هاي طراحي بهينه (مطالعه موردي دشت كبودرآهنگ تغذيه مصنوعي كوريجان)
هما پورمهراب 2019
برداشت بي رويه از آب هاي زيرزميني و جايگزين نشدن آنها در بسياري از آبخوان هاي كشور موجب كاهش سطح آب زيرزميني شده است . بنابرين ايجاد سازه هاي تغذيه مصنوعي به عنوان راهكاري براي جبران اين مشكل اهميت زيادي دارد . هدف از اين مطالعه ،مدلسازي آبخوان دشت كبودرآهنگ با مدل رياضي modflow به منظور ارزيابي اثر تغذيه مصنوعي كوريجان بر روي سطح آب زيرزميني انجام گرفت. مطالع حاضر با استفاده از اطلاعات هيدرولوژيكي ،هيدروژئولوژيكي، نقشه هاي زمين شناسي ،توپوگرافي و چاههاي منطقه انجام گرديد. شبيه سازي براي يك دوره يكساله شامل 12 دوره تنش يك ماهه انجام گرديد.مدل مذكور براي 10 ماه اول دوره شبيه سازي ،واسنجي و با داده هاي مشاهداتي دو ماه باقيمانده صحت سنجي گرديد. نتايج واسنجي در دو حالت ماندگار و غير ماندگار ، نشان مي دهد كه جهت جريان آبهاي زيرزميني اين ناحيه تقريبا در تمام نقاط همسو با جهت جريانات سطحي و در مجموع از جنوب و جنوب شرق بطرف شمال و شمال غرب مي باشد. نتايج آناليز حساسيت نيز نشان دهنده اين است كه مدل آبخوان كبودرآهنگ به تغييرات آبدهي ويژه ، بيش از تغييرات هدايت هيدروليكي و تغذيه ، حساسيت نشان مي دهد. پس از صحت سنجي مدل و حصول اطمينان از توانايي مدل در پيش بيني شرايط آينده آبخوان، اقدام به تعريف دو سناريو گرديد. سناريوي نخست با فرض نبود حوضچه تغذيه مصنوعي وارد مدل گرديد. در سناريوي دوم بررسي طراحي بهينه حوضچه هاي تغذيه مصنوعي كوريجان و در نتيجه تاثير آن بر سطح آب زيرزميني مد نظر قرار گرفت. نتايج اجراي سناريو اول بر روي مدل نشان مي دهد كه سطح آب در اين منطقه اگر چه به صورت پيوسته با وجود شرايط ذخيره افزايش نيافته است اما در نواحي محدود به اطراف حوضچه ،در دوره هايي كه سيلابهاي ناگهاني منجر به تكميل نسبي ظرفيت حوضچه ها شده است افزايش تا بيش از 15 متر نيز رخ داده است.نتايج حاصل از دو سناريو نشان دهنده اين است كه طرح مورد مطالع از نظر اثر كمي بر آب زيرزميني منطقه با توجه به آبنمودهاي چاههاي پايين دست آن در قبل و بعد از آبگيري مخزن و حوضچه ها ، عليرغم هدررفت سيلاب به طرق مختلف در بهبود وضعيت آب زيرزميني منطقه تاثير مثبت داشته است و نيز تغذيه مصنوعي كوريجان از جنبه طراحي در حد متوسط تا خوب واز نظر عملكرد كمي بر آب زيرزميني منطقه مثبت ارزيابي مي گردد.
Thesis summary
بررسي تاثيرخصوصيات وجه بالادست بر ضريب دبي سرريز لبه پهن و اوجي
مژگان كاوه نسب 2018
اندازه گيري دبي آب در شبكه هاي آبياري يكي از الزام هاي مهندسان و بهره برداران سامانه هاي آبياري مي باشد. سرريزها سازه هاي هيدروليكي ساده هستند كه به منظور كنترل، تنظيم و اندازه گيري جريان آب در كانال هاي آبياري مورد استفاده قرار مي گيرند. سرريزهاي لبه پهن استاندارد با دارا بودن مزيت حساسيت كم نسبت به استغراق، مشخصات هندسي ساده و هزينه كم در اجرا و ساخت از متداول ترين اين سازه ها در شبكه هاي آبياري مي باشند. همچنين سرريزهاي اوجي به دليل راندمان هيدروليكي زياد و همچنين به منظـور بـالا آوردن سطح آب و انحراف آن به مزرعه در سدهاي انحرافي استفاده مي شود. در اين تحقيق تاثير خصوصيات وجه بالادست بر ضريب دبي سرريز لبه پهن و اوجي مورد مطالعه قرار گرفته است. تغييرات ضريب تخليه جريان در حالت آزاد و مستغرق، پروفيل سطح آب در طول تاج سرريز، شيب وجه بالادست، موقعيت عمق بحراني و زبري وجه بالادست سرريزها بررسي گرديده است. بدين منظور نخست، با ساخت مدل فيزيكي سرريزها با ابعاد معين و آزمايشات مربوطه با استفاده از فلوم آزمايشگاهي، در محدوده دبي 5 تا 20 ليتر برثانيه، 4 سطح شيب دار با زاويه هاي 90، 60، 45 و 30 درجه و همچنين سه نوع زبري با اندازه هاي 10، 30 و 50 ميلي متر و بستر بدون زبري انجام گرفته است. نتايج مطالعات نشان مي دهد كه با تغيير شيب وجه بالادست سرريز، ضريب دبي جريان و در نتيجه ظرفيت تخليه سرريز، متناسب با كاهش شيب بالادست سرريزهاي لبه پهن و اوجي استاندارد افزايش مي يابد كه اين افزايش در سرريز لبه پهن با شيب 30 درجه وجه بالادست در حالت آزاد 6/13% و در حالت مستغرق تا 13/16% نيز مي رسد ولي در سرريز اوجي در حالت آزاد به 22/15% و در حالت مستغرق به 69/7% نيز مي رسد. با افزايش زبري سطح شيب دار ضريب تخليه جريان كاهش مي يابد، كه اين كاهش با افزايش قطر ذرات زبري افزايش مي يابد. زماني كه سرريز در حالت استغراق قرار مي گيرد مقدار ضريب تخليه آن تقريبا برابر يا بيشتر از حالت آزاد مي باشد. همچنين آزمايشات نشان مي دهد كه در تمامي سرريزها با شرايط جريان آزاد، عمق بحراني بر روي سرريز تشكيل شده و در محدوده مقطع بحراني تا انتهاي تاج سرريز، جريان فوق بحراني بر روي تاج ايجاد مي گردد.
Thesis summary
بررسي شكل هندسي آستانه در آبشستگي پايه پل با مقطع دايره اي
مرضيه رضايي 2017
وقوع آبشستگي موضعي در اطراف پايه ها يكي از دلايل عمده ي عدم پايداري پل ها مي باشد. بنابراين ارائه روش هاي مناسب به منظور پيش بيني و كنترل عمق آبشستگي بسيار مورد توجه بوده است. روش هاي مختلفي براي كنترل آبشستگي اطراف پايه-هاي پل پيشنهاد شده است. در مطالعه ي حاضر اثر استفاده از آستانه اريب و تخت در كاهش آبشستگي اطراف پايه پل استوانه اي در شرايط آب صاف، در رسوبات غير چسبنده مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته است. آستانه در پايين دست پايه ها قرار داده شده و ميزان اثر بخشي آن بركاهش آبشستگي يا تغيير فاصله بين پايه و آستانه مورد ارزيابي قرار گرفته است. در اين تحقيق از پايه اي به قطر 50 ميلي متر براي پايه پل استفاده شد. نتايج نشان دهنده ي تاثير مثبت قرار دادن آستانه در كنترل آبشستگي بوده و فاصله و شكل آستانه بيشترين تاثير را داشته است. قرارگيري آستانه تخت در پشت پايه باعث كاهش 11% و آستانه اريب 16% در حداكثر عمق آبشستگي شده است. با افزايش فاصله آستانه تا پايه پل از اثر محافظتي آن كاسته مي شود. همچنين مشاهده شد آستانه اريب به مقدار بيشتري حجم آبشستگي اطراف پايه را نسبت به آستانه تخت كاهش مي دهد و از توسعه ي حفره ي آبشستگي به بالا دست جلوگيري مي كند. جهت دستيابي به الگوي جريان و آبشستگي اطراف پايه پل تحت تاثير اشكال متفاوت هندسي آستانه از نرم افزار SSIIMاستفاده شد. اين مدل معادلات ناوير-استوكس را با استفاده از روش حجم محدود با الگوريتم ساده و مدل آشفتگي - حل مي كند. در اين پژوهش از مدل SSIIM در شبيه سازي جريان همراه رسوب و نيز شبيه سازي مقاطع مختلف، استفاده شد. سپس شرايط رسوب براي مسئله تعريف گرديد. شكل آستانه تحت هندسه هاي مختلف در نظر گرفته و در نهايت كمترين آبشستگي دراطراف پايه پل و بهترين شكل هندسي آستانه جهت كمترين مقدار آبشستگي اطراف پايه پل استخراج شد. در نهايت نتايج آزمايشگاهي با مدل عددي SSIIMمقايسه شده است. مقايسه نتايج نشان ميدهد اين مدل در شبيه سازي جريان و شبيه سازي رسوب از دقت بالايي برخوردار است. عمق آبشستگي مشاهده شده در محيط جانبي پايه پل به وسيله مدل هاي موجود در حدود 15 تا 30 درصد كوچكتر از مقادير اندازه گيري شده در نمونه آزمايشگاهي بدست آمده است.
Thesis summary
مطالعه ميزان آبشستگي پايين دست سرريز كليدپيانويي
فريبا احمدي دهرشيد 2017
سرريزهاي كليدپيانويي شكل جديدي از سرريزهاي تاج طولاني هستند كه دﺑﻲ را ﺑﻪ ﻣﻴﺰان ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻬﻲ اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲدهند، ﺳﺎﺧﺘﺎري ﺑﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﺳﺎده دارند و ﺳﺎزه اي اﻗﺘﺼﺎدي با راندمان بالا مي باشند. از طرفي يكي از عمده ترين مشكلات سازه هاي هيدروليكي از قبيل سرريزها، حوضچه هاي آرامش و دريچه هاي كشويي كه در بالادست بستر فرسايش پذير قرار مي گيرند، آبشستگي در مجاورت سازه است كه مي تواند تاثير مستقيمي بر پايداري سازه داشته باشد. به همين دليل، پيش بيني شكل و ابعاد حفره آبشستگي در پايين دست اين سازه ها از ديرباز مورد توجه محققين بوده است. در اين تحقيق آبشستگي پايين-دست سرريز كليد پيانويي به صورت آزمايشگاهي و عددي مورد مطالعه قرار گرفت. بدين منظور از دو مدل فيزيكي سرريز كليد پيانويي براي انجام آزمايش هايي تحت شرايط هيدروليكي مختلف استفاده شد. آزمايش ها در فلومي به طول 10 متر و عرض و ارتفاع 50 سانتي متر در آزمايشگاه هيدروليك گروه مهندسي آب، دانشگاه بوعلي سينا همدان انجام شد. براي بررسي و مقايسه ميزان آبشستگي در سرريزهاي كليدپيانويي نسبت به سرريزهاي خطي، آبشستگي پايين دست يك مدل سرريز لبه-تيز با ارتفاع 20 و عرض 50 سانتي متر به ازاي شرايط هيدروليكي متناظر با سرريزهاي كليدپيانويي نيز مطالعه شد. نتايج نشان مي دهد كه حتي در عمق هاي پاياب كم ميزان آبشستگي در پايين دست اين سرريز كمتر از سرريزهاي لبه تيز مي باشد و پروفيل حفره آبشستگي در سرريز كليدپيانويي تقريبا مشابه سرريزهاي خطي مي باشد و تنها تفاوت آن در ارتفاع تلماسه ايجاد شده در پايين دست حفره مي باشد. ارتفاع تلماسه ايجاد شده در سرريز كليدپيانويي حتي در عمق هاي پاياب كم كمتر از سرريز لبه تيز است. ﺑﺨﺶ دوم اﯾﻦ ﺗﺤﻘﯿﻖ ﺑﻪ ﻣﺪل ﺳﺎزي ﺑﺎ ﻧﺮم اﻓﺰار Flow-3D ﭘﺮداﺧﺘﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. ابتدا الگوي جريان سه-بعدي روي سرريز با استفاده از مدل آشفتگي RNG استاندارد، شبيه سازي شد. سپس براي شبيه سازي آبشستگي پايين دست از مدل LES استفاده گرديد. با توجه به مدل مورد استفاده، از روش احجام محدود براي حل معادلات ناوير-استوكس متوسط-گيري شده زماني و براي محاسبه سطح آزاد از روش حجم سيال (VOF) استفاده گرديد. ﻧﺘﺎﯾﺞ نشان داد ﮐﻪ نرم افزار Flow-3D مي تواند آبشستگي و اﻟﮕﻮي ﺟﺮﯾـﺎن پايين دست سرريز كليدپيانويي را شبيه سازي ﮐﻨﺪ و ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻣﺪل ﻋﺪدي ﺗﻄﺎﺑﻖ ﺧﻮﺑﯽ ﺑﺎ ﻧﺘﺎﯾﺞ آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ دارد.
Thesis summary
بررسي آبشستگي پايين دست سازه تركيبي سرريز لابيرانت مستطيلي لبه پهن و دريچه
زهرا كبيري محمودابادي 2016
آبشستگي در پايين دست سازه هاي هيدروليكي (سرريزها، شيب شكن ها، دريچه هاو....) همواره مورد توجه محققين بوده است. امروزه سرريزهاي لابيرانت يكي از راه هاي موثر و اقتصادي جهت افزايش راندامان سرريز از طريق افزايش طول موثر تاج مي باشد. همچنين براي بالابردن كارايي سرريزها مي توان سازه سرريز و دريچه را با هم تركيب كرد تا در مواردي كه آب انتقالي با مواد رسوبي همراه است مشكل تجمع رسوب در پشت سرريزها را مرتفع سازد. روش هاي مختلفي براي كاهش آبشستگي پيشنهاد شده است از جمله مي توان به قرار دادن كف بند در پايين دست سازه اشاره كرد كه مقدار زيادي از انرژي جت با برخورد به كف بند مستهلك مي شود. در اين تحقيق آبشستگي موضعي پايين دست كف بند در دو بخش مورد مطالعه قرار گرفته است. در بخش اول آبشستگي پايين دست سرريز خطي لبه پهن و سرريز لابيرانت مستطيلي لبه پهن براي دو حالت جريان از روي سرريز و جريان همزمان از روي سرريز و زير دريچه مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته و در بخش دوم اثر ضخامت سرريز بر ميزان آبشستگي در سرريز لابيرانت مستطيلي لبه پهن و لبه تيز مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته است. درمجموع 18 آزمايش در فلوم تحقيقاتي به طول 10 متر و عرض و ارتفاع 5/0 متر در محدوده ي دبي 10- 15- 20 و مصالح غير چسبنده و يكنواخت با قطر متوسط 1 ميليمتر انجام شد. در اين آزمايش ها پارامترهاي حداكثر عمق آبشستگي(〖ds〗_m) ، محل وقوع آبشستگي (〖Ls〗_m)، طول حفره ي آبشستگي (L_0) ، فاصله ي انتهاي كف بند(Ld) و ارتفاع تلماسه حاصل از مواد شسته شده(Hd) اندازه گيري گرديد. نتايج حاصل از مطالعات نشان داد كه دبي در واحد عرض (q) با ابعاد حفره آبشستگي رابطه مستقيم دارد بطوريكه با افزايش q پارامترهاي حداكثرعمق آبشستگي) (dsm، محل وقوع آبشستگي(Lsm (، طول حفره ي آبشستگي (L0 (، فاصله انتهاي كف بند (Ld)و ارتفاع تلماسه(Hd) افزايش پيدا مي كند فقط نسبت تغييرات آنها متفاوت است. با انجام آناليز ابعادي و ثابت درنظرگرفتن عمق پاياب، دو پارامتر مهم و تاثيرگذار عدد فرود و فرود ذره شناسايي شد و تاثير آن ها بر پارامترهاي آبشستگي بررسي گرديد. سرريز لابيرانت نسبت به سرريز خطي عمق آبشستگي كمتر و طول حفره آبشستگي بيشتري ايجاد مي كند. همچنين با توجه به شرايط متفاوت هيدروليكي در سرريزهاي لابيرانت حفره آبشستگي پايين دست آنها از شكل هندسي خاص و متفاوت نسبت ب
Thesis summary
بررسي تغييرات بار هيدروليكي حاصل از نشتاب و رواناب ورودي به شبكه جمع آوري فاضلاب و تاثيرآن بر راندمان تصفيه خانه فاضلاب (مطالعه موردي شهرستان كرمانشاه)
محمد زنگنه 2016
در طراحي هاي مختلف تاسيسات هيدروليكي، شبكه هاي جمع آوري آبهاي سطحي شهري و صنعتي، طراحي سيستم هاي احياء و زهكشي اراضي و...، مساله تعيين دبي طراحي، پارامتر اصلي است. پيش بيني و درك كمي فرآيندهاي توليد رواناب و انتقال آن به نقطه خروجي حوزه آبخيز، نيز از اهميت خاصي برخوردار است. اهميت اين پيش بيني و ارزيابي روش محاسبه رواناب به گونه ايي است كه منجر به ايجاد ايمني لازم براي كليه تاسيسات صنعتي، شهري و مستحدثات كشاورزي، حمل و نقل و غيره مي شود. در حوزه هاي آبخيز شهري افزايش سطوح نفوذ ناپذيركه به دليل توسعه صورت مي پذيرد منجر به افزايش حجم رواناب، دبي اوج و كاهش مقدار نفوذپذيري مي شود. براي اين منظور مدل هاي مديريت رواناب شهري به عنوان ابزاري مفيد در برنامه ريزي و توسعه مكان هاي شهري مدنظر قرارگرفته اند. يكي از اين مدل ها، مدل هاي تحليلي هستند كه فرايند فيزيكي تبديل بارش به رواناب را فرموله مي نمايند. در اين تحقيق از دو مدل تحليلي براي برآورد رواناب استفاده گرديده است. ورود نشتاب و رواناب به سيستم هاي تاسيسات فاضلاب شهري، از مهمترين و پيچيده ترين موضوعاتي است. تاسيسات فاضلاب بهداشتي بدون توجه به قدمت، اندازه و يا موقعيت، حاوي مقداري نشتاب و رواناب در شبكه و تصفيه خانه مي باشد دليل اصلي نشتاب و رواناب اضافي در سيستم هاي فاضلاب، گذشت زمان و بهره برداري نادرست از اين زير ساخت ها مي باشد. بررسي و ارزيابي وضعيت نشتاب و رواناب در شبكه هاي جمع آوري فاضلاب بدليل تأثيرات بار هيدروليكي بر تاسيسات و فرآيند تصفيه خانه فاضلاب، همواره مورد توجه سازمان هاي متولي بوده است. نتايج اين مطالعه نشان ميدهد نقاط مختلفي از شبكه داراي مشكل ورود نشتاب و رواناب هستند. مقدار متوسط نشتاب در طول سال بيش از 30% كل فاضلاب برآورد گرديده است. اين ميزان علاوه بر تأثير بر شبكه جمع آوري فاضلاب باعث افزايش قطر و همچنين هزينه زياد انرژي در فرآيند و پالايش مي شود، وجود نشتاب و رواناب علاوه بركاهش ظرفيت شبكه جمع آوري فاضلاب، باعث افزايش بار هيدروليكي بر تصفيه خانه خواهد شد، و كاهش راندمان فرآيند تصفيه خانه هاي فاضلاب نيز مي شودد. تحقيق حاضر به صورت مطالعه موردي در تاسيسات شبكه جمع آوري و تصفيه خانه فاضلاب شهر كرمانشاه و با هدف بررسي وضعيت نشتاب و رواناب شهري، ارائه راهكار براي اصلاح شبكه و بهبود وضعيت تصفيه خانه ب
مطالعه عددي و آزمايشگاهي تاثير پارامتر هاي هندسي و هيدروليكي بر الگوي جريان اطراف آبشكن هاي چوگاني
مهناز خلج 2016
آبشكن ها سازه هايي هستند كه در عرض رودخانه و از طرف ساحل به محور رودخانه احداث مي شوند. اين سازه ها سرعت جريان در محدوده ساحل را كاهش داده و از اين طريق باعث ته نشيني مواد رسوبي معلق در جريان گل آلود و تثبيت كناره آبراهه را باعث مي شود. اغلب الگوي جديد جريان باعث آبشستگي در دماغه آبشكن مي شود. عوامل گوناگون بر شكل و ابعاد حفره آبشستگي موثرند. تحقيقات زيادي در مورد آبشستگي و الگوي جريان پيرامون آبشكن ها توسط محققين مختلف انجام شده است، اما در مورد آبشستگي پيرامون آبشكن چوگاني به صورت آزمايشگاهي تحقيقات چنداني صورت نگرفته است. در اين تحقيق توپوگرافي بستر به صورت آزمايشگاهي، الگوي جريان و تغييرات تراز بستر با مدل عددي FLOW-3D بررسي شده است. در اين تحقيق از آبشكن هايي با دو شكل مستقيم و چوگاني و در دو حالت تك و سري استفاده شده است. در آزمايشات از آبشكن هاي تكي مستقيم و چوگاني با سه طول 8، 10 و 12 سانتيمتر (كه كمتر از 25% عرض كانال هستند) استفاده شد. آبشكن هاي مورد استفاده در اين تحقيق از نوع نفوذ ناپذير و غير مستغرق مي باشد. هندسه آبشكن چوگاني بدين صورت مي باشد كه 2/3 طول كل آبشكن به عنوان طول مستقيم و يك سوم آن نيز به عنوان زبانه آبشكن طراحي گرديد. براي سري آبشكن هاي مستقيم و چوگاني، آبشكن ها با طول 10 سانتيمتر و فاصله دو برابر طول آبشكن و تعداد سه آبشكن مورد بررسي قرار گرفت. در تمامي آزمايشات سه دبي 5/10، 15 و 20 ليتر بر ثانيه مورد آزمايش قرار گرفت. آزمايش ها در آزمايشگاه سازه هاي آبي دانشگاه بوعلي سينا، در فلومي با طول 10 متر، عرض و ارتفاع 5/0 متر انجام گرفت. جهت انجام آزمايشات آبشستگي محدوده سه متر از طول كانال توسط رسوبات ماسه اي با قطر متوسط 1 ميليمتر پر شد و آزمايشات در مدت زمان 5 ساعت انجام گرفت. نتايج آزمايشات نشان داد كه با افزايش طول آبشكن، ابعاد چاله آبشستگي از جمله حداكثر عمق، حداكثر عرض، طول بالادست و طول پايين دست افزايش مي يابد و نيز با افزايش عدد فرود عمق آبشستگي افزايش مي يابد. در تمامي آزمايشات ابعاد چاله آبشستگي پيرامون آبشكن چوگاني بسيار كمتر از آبشكن مستقيم مشاهده گرديد و سري آبشكن چوگاني نيز در مقايسه با تك آبشكن چوگاني عملكرد بهتري داشت. بخش دوم اين تحقيق به مدل سازي با نرم افزار FLOW-3D پرداخته شده است. نرم افزارFLOW-3D يك مدل مناسب براي حل مسائ
مطالعه آزمايشگاهي عبور جريان همزمان در سازه ي تركيبي سرريز لابيرانت لبه پهن و دريچه
حسن صفري 2015
سرريزها تأثير زيادي در ايمني تأسيسات پايين دست دارند. هنگام طغيان سيل در صورت ناكافي بودن ظرفيت سرريز، آب از روي سازه سرريز شده و سبب خرابي آن مي شود. اين امر طراحان را به فكر ساخت سرريزهايي با ظرفيت بيش تر انداخت. محققان براي كاهش هزينه ساخت، سرريزهاي با تاج لابيرانت را پيشنهاد مي كنند. سرريزهاي لابيرانت يكي از راه هاي مؤثر و اقتصادي جهت افزايش راندمان سرريز از طريق افزايش طول مؤثر تاج مي باشد. مشكلات ته نشيني رسوب در پشت سرريز و تجمع مواد معلق در ورودي دريچه ها را مي توان با استفاده از مدل تركيبي سرريز- دريچه كاهش داد؛ به طوري كه مواد معلق از روي سرريز و مواد ته نشين شده از زير دريچه عبور نمايد. يكي ديگر از مزاياي سرريزهاي تركيبي نسبت به سرريز تنها اين است، كه در سرريز به تنهايي در دبي ثابت، مقدار هد آبي نسبت به روي سرريز تركيبي بيش تر است، كه اين امر سبب بيش تر شدن شدت جت در پايين دست سرريز مي شود. در اين تحقيق آزمايشاتي برروي 13 مدل از سرريزهاي يك سيكله لابيرانت لبه پهن، لابيرانت لبه تيز و سرريزهاي خطي دريچه دار و بدون دريچه انجام گرفت. و با استفاده از روش باكينگهام، پارامترهاي بي بعد استخراج گرديد. و تأثير پارامترهاي بي بعد از جمله نسبت هد آبي، عدد فرود و نسبت هد آبي بر طول مؤثر سرريز را بر ضريب دبي مورد بررسي قرار داديم. در اين تحقيق تأثير وجود دريچه و همچنين ضخامت سرريز و سطح مقطع دريچه، كه از پارامترهاي مؤثر در ضريب دبي مدل ها مي باشند، مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج نشان داد، وجود دريچه در سرريزهاي لابيرانت در نسبت هد آبي، تأثير بيش تري در افزايش ضريب دبي، در نتيجه بر افزايش دبي عبوري خواهد داشت. در سرريزهاي لابيرانت بدون دريچه با افزايش ضخامت سرريز، مقدار ضريب دبي كم تر مي شود. وقتي كه فقط دريچه در حال كار است، با افزايش عمق بالادست سرريز، ضريب دبي افزايش مي يابد. در همه مدل هاي استفاده شده، با افزايش ارتفاع هد روي سرريز، تأثير جريان ريزشي بر روي دريچه ها بيش تر شده و موجب كارايي كم تر دريچه مي شود. در سرريزهاي لابيرانت تركيبي لبه پهن به علت اين كه جريان بيش تري از طرفين ريزش مي كند و در جلوي دماغه هد كم تر است، دريچه كارايي بهتري از خود نشان مي دهد. در هد آبي بالادست سرريز، سرريزهاي لابيرانت تركيبي دبي عبوري بيشتري را نسبت سرريزهاي خطي و لابيرانت بدون در
مطالعه تاثيربرخي پارامترهاي هندسي و هيدروليكي برتغييرات ضريب دبي در سرريزهاي لبه طولاني(كليد پيانويي) در حالت جريان
فاطمه تختي 2015
سرريز ها سازه هاي هيدروليكي هستند كه در مواقع سيلاب با عبور جريان اضافي مي توانند از آسيب به ساختمان سد جلوگيري نمايند. سرريز هاي كليد پيانويي به دليل هزينه كمتر ساخت و افزايش ظرفيت سد مشكلاتي از قبيل نبود فضاي مناسب و مسائل اقتصادي را جبران مي كند و مي تواند جايگزين مناسبي براي ساير سرريزها باشد.سرريز هاي كليد پيانويي از نظر افزايش طول مؤثر در واحد محيط اشغالي گزينه مناسبي در بين سرريز لبه طولاني هستند. تاكنون مطالعات بسياري برروي سرريز هاي كليد پيانويي انجام شده و پارامتر هاي مؤثر برضريب دبي شناسايي شده است، اما تأثير اين پارامتر هاي هندسي و هيدروليكي بر رفتار جريان بطور كامل شناخته شده نيست و رابطه اي دقيق و ثابت براي اين سرريز ها وجود ندارد. در اين تحقيق سعي شده است تاثير دو پارامتر ارتفاع و تعداد كليد هاي سرريز و هم چنين دو پارامتر هيدروليكي دبي و عمق بالادست سرريز بر عملكرد مورد بررسي قرار گيرد. جهت مطالعه رفتار جريان در سرريز هاي كليد پيانويي اقدام به ساخت مدل فيزيكي با ابعاد مختلف شد و نتايج آزمايشگاهي از طريق نمودار هاي رسم شده با اكسل و پروفيل هاي سه بعدي استخراج شده از Surfer مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. براي شبيه سازي عددي جريان مدل هيدروديناميك فلوئنت استفاده شده است. نتايج نشان مي دهد كه مدل فلوئنت جريان را با حداكثر خطاي 79درصد ( در محدوده سرريز) و حداقل خطاي 9درصد ( در بالادست سرريز) و بطور متوسط با خطاي 26 درصد، جريان را شبيه سازي مي كند. همچنين نتايج نشان مي دهد كه با افزايش تعداد كليد در واحد عرض ثابت ضريب دبي افزايش مي يابد و با افزايش نسبت عمق بالادست به ارتفاع سرريز (H/P) ضريب دبي كاهش مي يابد كه نتيجه با نتايج محققين قبلي مطابقت دارد.
بررسي تاثير شيب طولي كانال بر الگوي جريان در تقاطع كانال ها با استفاده از مدل هاي آشفتگي
راضيه ولي زاده 2015
شبكه كانالها، تركيبي از يك كانال اصلي و تعدادي انشعاب است. هيدروديناميك تقاطعات بسيار پيچيده است و بسياري از پارامتر ها از قبيل نسبت جريان، زاويه اتصال، هندسه كانال، شيب طولي و مقاوت بستر روي جريان در اينجا اثر گذار مي باشد. در بيشتر مواقع در رودخانه هاي طبيعي مرزهاي كانال سست هستند و جريان آب مي تواند باعث فرسايش بستر و ديواره ها شود. بنابراين مطالعه الگوي جريان مي تواند به پيش بيني تغييرات شكل بستر در مجاري رسوبي كمك كند. در اين تحقيق با بهره گيري از مدل عددي فلوتري دي الگوي جريان در يك كانال متقاطع مستطيلي مدل سازي شده و تاثير شيب طولي كانال جانبي(0002/0، 002/0 و02/0)بر الگوي جريان بررسي شده است. همچنين تاثير شش نسبت دبي نيز بر الگوي جريان بررسي شده است.بدين منظور از مدل هاي آشفتگي k - استاندارد، RNG ( k - ) و مدل LESاستفاده گرديد و پس از شناخت مدل مناسب به صحت سنجي نتايج مدل عددي و مطالعه پارامتريك اثر شيب طولي كانال جانبي بر روي ويژگي هاي جريان از جمله ابعاد ناحيه جدايي، سرعت هاي عرضي و تغييرات تراز سطح آب پرداخته شده است. به منظور صحت سنجي نتايج عددي از مدل آزمايشگاهي وبر و همكاران(2001) كه بر روي يك كانال مستطيلي با تقاطع 90 درجه و شيب كاملا افقي انجام شده است، استفاده شد.نتايج نشان مي دهد كه دقت مدل هاي آشفتگي در پيش بيني ميدان جريان با مدل آزمايشگاهي مطابقت دارد اما مدل RNG در پيش بيني نواحي برگشتي از دقت بيشتري برخوردار است . نتايج نشان مي دهد كه با افزايش شيب طولي كانال جانبي بر ابعاد ناحيه جدايي افزوده مي شود. همپنين ابعاد ناحيه جدايي با افزايش نسبت دبي كاهش يافته بطوريكه در نسبت هاي دبي بالا اين ناحيه محو مي شود. نتايج حاصل از تغييرات تراز سطح آب نيز نشان مي دهد كه با افزايش شيب طولي عمق آب در محل تقاطع كمتر ميشود.همچنين نتايج نشان مي دهد كه علاوه بر ايجاد ناحيه چرخشي در پايين دست تقاطع، يك ناحيه سكون در گوشه بالا دست تقاطع داخل كانال اصلي ايجاد مي شود كه افزايش شيب باعث افزايش ابعاد اين ناحيه مي شود. نتايج حاصل از پيش بيني محل هاي مستعد فرسايش و رسوب نشان داد كه با افزايش شيب طولي كانال جانبي امكان ايجاد چاله هاي فرسايشي بزرگ تر افزايش مي يابد.به دليل رشد ناحيه جدايي در شيب هاي بالا و اثرات ان روي فرسايش و رسوب گذاري، طرحي با شيب طولي كانال جانبي كمتر
مدل سازي عددي پيشروي دلتا در مخازن سدها تحت تاثير زاويه واگرايي و مشخصات هيدروليك - رسوبي جريان رودخانه
حانيه السادات حسني حلم 2015
ورود جريان رودخانه به مخزن سد، شرايط هيدروليكي به خصوص سرعت جريان به شدت كاهش و پتانسيل انتقال رسوب رودخانه كاهش مييابد. در نتيجه ذرات رسوبي نهشته ميشوند. بار بستر و بخش درشت دانه بار معلق بلافاصله در مناطق ابتدايي مخزن نهشته شده و دلتا را تشكيل مي دهند. در حاليكه بخش ريزدانه بار معلق تا قسمتهاي عميق مخزن و حتي تا نزديك سد هم نفوذ كرده و سپس نهشته ميشود. مخازني كه تنها يك رودخانه ورودي دارند معمولاً رسوبگذاري در آنها به صورت يكنواخت ميباشد ولي حتي رسوبگذاري در چنين مخازني هم به يكديگر شباهتي ندارند و بيشتر تابع شرايط توپوگرافي، هيدروليكي، خصوصيات رسوب و چگونگي بهره برداري از مخزن مي باشد. در اين تحقيق مدل SSIIM سرعتهاي طولي و عرضي در مقاطع ابتدايي و انتهايي ناحيه واگرايي را به خوبي پيشبيني ميكند. همچنين اين مدل سرعتهاي سطحي آب را در حالت بدون در نظر گرفتن رسوبات مانند آنچه كه در آزمايشگاه بدست آمده بود، بهصورت نامتقارن پيشبيني ميكند. پيشبيني مدل براي سرعتهاي طولي در عرض مخزن، همانند آنچه كه در آزمايشگاه بدست آمده بود، نسبت به خط مركزي كانال متقارن بدست آمد و البته مقادير پيشبيني شده با مدل مقادير كمتري را نسبت به نتايج آزمايشگاهي بدست داد. مقادير بدست آمده براي آزمايشگاه از s/cm 12-7 و براي مدل از s/cm 4-8/3 بدست آمد. پيشبيني مدل براي سرعتهاي طولي در طول مخزن، همانند نتايج آزمايشگاهي تقريباً خطي و با شيب منفي بدست آمد.
شبيه سازي الگوي توزيع رسوب بستر در محل تقاطع كانال ها با شكل مقطع متفاوت
محيا چاوشي 2015
تقاطع كانال هاي روباز پديده ايست كه در بسياري از آبراهه هاي طبيعي يا دست ساز بشر، مشاهده مي شود. به دليل برخورد دو جبهه ي جريان، ديناميك جريان در محل تقاطع و اطراف تقاطع پيچيده است بطوريكه به ناحيه ي پراغتشاش با الگوي سه بعدي جريان از آن ياد مي شود. به ويژه بلافاصله در پايين دست تقاطع، ناحيه ي جدايي جريان در مجاورت ديواره ي داخلي توسعه مي يابد كه همراه با الگوهاي چرخشي جريان هاي ثانويه مي باشد. در اين ناحيه بدليل تغيير در مقدار و جهت سرعت جريان، تغيير در مقدار دبي جريان و تغيير در مقدار دبي رسوب، ممكن است شاهد فرسايش شديد بستر، فرسايش سواحل و نيز رسوب گذاري در پايين دست باشيم كه باعث ايجاد خسارت به سازه هاي هيدروليكي پايين دست خواهد شد. از عوامل مؤثر بر ميزان اين فرسايش و رسوب گذاري، مي توان به نسبت پهناي دو آبراهه يا كانال متقاطع، نسبت دبي آن ها، زاويه ي تلاقي آن ها، عدد فرود ذره پاياب، و اندازه دانه هاي رسوب بستر اشاره كرد. بنابراين آگاهي از سازوكار جريان و رسوب در اين ناحيه، بسيار پراهميت مي باشد. از طرفي مدل سازي اين پديده ي پيچيده، تنها توسط نرم افزارهاي سه بعدي امكان پذير مي باشد. در اين پايان نامه، از مدل سه بعدي SSIIM2 كه از سري نرم افزارهاي ديناميك سيالات محاسباتي يا CFD مي باشد، استفاده شده است. اين مدل معادلات ناويه-استوكس را با استفاده از روش حجم محدود با الگوريتم ساده و مدل آشفتگي - حل مي كند. اين مدل يك مدل غيرساختار است و واسنجي مدل با استفاده از نتايج اندازه گيري وبر و همكاران(2001) در دانشگاه lowa انجام شد. نتايج نشان داد كه نرم افزار SSIIM2 در شبيه سازي جريان در محل تلاقي كانال ها دقت بالايي دارد. واسنجي رسوب مدل با استفاده از نتايج اندازه گيري قباديان(1385) انجام شد و نتايج نشان داد كه مدل SSIIM2 در شبيه سازي رسوب در تلاقي كانال ها نيز از دقت بالايي برخوردار است. هندسه ي ذوزنقه اي جريان، توسط نرم افزار برنامه نويسي VisualStudio6 نوشته شده و در مدل فراخواني شده است.پس از ايجاد هندسه ي جريان و اعمال شرايط مرزي، مسئله براي حالت زاويه ي تلاقي 90درجه در سه نسبت دبي و سه نسبت پهنا توسط نرم افزار و با استفاده از داده هاي اندازه گيري شده ي قباديان(1385) در دانشگاه شهيدچمران اهواز انجام شد. نتايج نشان داد كه در مقاطع ذوزنقه اي، ابعاد ناحيه رسوب گذاري و ف
Thesis summary
ارزيابي مدل Flow3D در تحليل خصوصيات هيدروليكي سرريز لبه پهن مركب
عاطفه تكرلي 2015
شكل دهانه سرريزهاي لبه پهن مركب، تركيبي از دو نوع سرريز ساده مي باشد، كه علاوه بر سادگي در ساخت، ازنظر كارايي هيدروليكي نيز مورد توجه بوده است.از مهمترين امتيازات سرريزهاي مركب اين است كه در جريان هاي كم در مقايسه با سرريزهاي ساده ديگر بار هيدروليكي بيشتري را در بالادست سرريز ايجاد نموده و اندازه گيري دبي جريان را با حساسيت بيشتري انجام مي دهد. در جريان هاي زياد، مقطع بالايي سرريز مانع از افزايش زياد سطح آب بالادست سرريز و برگشت آب گرديده و اندازه گيري دبي هاي زياد را با دقت قابل قبول امكان پذير مي سازد. در پژوهش حاضر، خصوصيات هيدروليكي جريان روي يك سرريز لبه پهن مركب مستطيلي با استفاده از روش عددي مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور نخست، اقدام به ساخت يك مدل فيزيكي از اين سرريز با ابعاد معين شد و آزمايشات مربوطه با استفاده ازيك فلوم با ابعاد طول، عرض و ارتفاع به ترتيب برابر با 10× 83/0× 5/0 متر در محدوده ي دبي 118-24 ليتر بر ثانيه انجام گرفت. ابتدا، ميدان جريان سه بعدي روي سرريز با استفاده از نرم افزار Flow3D و با استفاده از مدل آشفتگي RNG استاندارد، شبيه سازي شد. با توجه به مدل مورد استفاده، از روش احجام محدود براي حل معادلات ناوير-استوكس متوسط گيري شده زماني و براي محاسبه سطح آزاد از روش حجم سيال (VOF) استفاده گرديد. مقايسه نتايج عددي با داده هاي آزمايشگاهي نشان دادكه اين مدل قابليت پيش بيني الگوي سه بعدي جريان روي سرريز مورد مطالعه را با دقت مناسب دارد. بنابراين، با تغيير در ابعاد سازه، به بررسي تأثير تغيير هندسه سازه بر پارامترهاي هيدروليكي ازجمله ضريب دبي، ضريب سرعت و آستانه استغراق به صورت عددي پرداخته شد. براي اين منظور تغييرات ضريب دبي، ضريب سرعت و آستانه استغراق نسبت به پارامترهاي بدون بعد h1/L و yf/h1، كه پارامترهاي مؤثر در سرريز لبه پهن مركب محسوب مي شوند، حاصل از مدل عددي به صورت نمودارهايي ترسيم شد. با توجه به نموداهاي ضريب دبي و ضريب سرعت با yf/h1 مشخص شد كه در يكyf/h1 ثابت، با افزايش عرض قسمت مركزي و ارتفاع دهانه سرريز، ضريب دبي و ضريب سرعت نيز روند افزايشي دارند. نمودار تغييرات آستانه استغراق با پارامتر بدون بعد h1/L نشان داد كه در مقادير h1/L كوچكتر از 45/0، تغيير هندسه تأثيري روي آستانه استغراق نداشته و محدوده آستانه استغراق بين 76-60 درصد مي ب
Thesis summary
بررسي و ارزيابي قابليت مدل GSTARS3در شبيه سازي روند رسوب گذاري در درياچه ها (مطالعه موردي: رودخانه قزلچه سو بر درياچه زريوار)
افشين نادري 2014
مشكل آبشستگي و رسوب گذاري در سازه هاي آبي از مهمترين چالش هاي منابع آبي مي باشد. رسوبات رودخانه اي در مخازن آبي نظير سدها و بندها ته نشين شده و به تدريج از حجم آب ذخيره شده مي كاهند. عدم اطلاع از وضعيت رسوب گذاري در مخزن سد ودرياچه ها و پيش بيني روش هاي كنترل آن، موجب كاهش عمر مفيد سد و اتلاف سرمايه مي شود. احداث بند انحرافي و كانال انتقال آب قزلچه سو براي تأمين آب مورد نياز حدود دو هزار هكتار اراضي كشاورزي، حفظ و بقاي حيات درياچه زريوار، در اثر خشكسالي هاي ممتد و جلوگيري از خروج آب از كشور بوده است. براي شبيه سازي كانال انتقال آب از رودخانه قزلچه سو به سمت درياچه زريوار مدل عدديGstars بكار رفته و همچنين از داده هاي روزانه و ماهيانه ايستگاه هيدرومتري نچي كه در فاصله 700 متري بالادست بند انحرافي قرار دارد استفاده شده است. با توجه به اينكه رودخانه قزلچه سو رودخانه اي فصلي است و آبگيري از آن در 5 ماه از سال (دي ماه لغايت ارديبهشت)صورت مي گيرد، رسوب ساليانه آن بررسي شده است. نتايج مدل سازي نشان داد كه عليرغم احداث حوضچه، در پنج ماه آبگيري، روزانه تقريباً 46 تن رسوب وارد درياچه ميشود. در اين تحقيق با استفاده از نرم افزار هيدروديناميك SOBEK حوضچه ترسيب موجود مدل سازي شد و كارايي آن مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بدست آمده نشان داد كه بر اساس دو عامل طول و حداكثر سرعت مجاز حوضچه تا دبي 6 متر مكعب بر ثانيه توانايي ترسيب رسوبات را داشته و براي دبي هاي سيلابي بيش از دبي طراحي كارايي چنداني نخواهد داشت.
Thesis summary