فایل پژوهش: پایان نامه مدل‌سازی عددی هیدرولیک جریان و آبشستگی در پایین‌دست جریان ترکیبی همزمان از روی سرریز و زیر دریچه با استفاده از نرم‌افزار Flow3D

دانلود پایان نامه

 سازه ­های آبی

عنوان:

مدل‌سازی عددی هیدرولیک جریان و آبشستگی در پایین‌دست جریان ترکیبی همزمان از روی سرریز و زیر دریچه با بهره گیری از نرم‌افزار Flow3D

استاد راهنما:

دکتر امیراحمد دهقانی

اساتید مشاور:

دکتر مهدی کاهه

دکتر عبدالرضا ظهیری

پایان نامه

(مقطع کارشناسی ارشد)

بخش هایی از متن پایان نامه :

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه

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

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

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

1-2-2 دریچه­ ها……………………………………………………………………………………….. 3

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

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

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

1-4 اهداف پژوهش…………………………………………………………………………………. 9

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

 فصل دوم: مطالعه منابع

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

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

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

 فصل سوم: مواد و روش­ها

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

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

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

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

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

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

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

3-3 واکاوی ابعادی…………………………………………………………………………………. 25

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

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

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

فصل چهارم: نتایج و بحث

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

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

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

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

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

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

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

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

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

 فصل پنجم: پیشنهادها

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

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

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

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

چکیده:

در سازه‌های ترکیبی سرریز­-­ دریچه، تداخل جریان از زیر دریچه و روی سرریز باعث اختلاط شدید در جریان و تغییر در توزیع تنش‌های برشی کف می گردد. از این‌رو شبیه‌سازی عددی الگوی جریان عبوری از این سازه‌ها بسیار پیچیده می باشد. هدف اصلی از این پژوهش، شبیه‌سازی عددی هیدرولیک جریان و آبشستگی در پایین­دست جریان ترکیبی همزمان از روی سرریز و زیر دریچه با بهره گیری از نرم­افزار Flow3D  می باشد. نرم­افزارFlow3D  یک نرم­افزار قوی در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی می باشد که برای حل مسائل با هندسه پیچیده مورد بهره گیری قرار می‌گیرد. این مدل برای شبیه سازی جریان­های سطح آزاد سه­بعدی غیر ماندگار با هندسه پیچیده کاربرد فراوانی دارد. در این پژوهش مدل­سازی در حالت کف صلب و کف متحرک انجام گردید و برای واسنجی و صحت­سنجی این نرم­افزار به مقصود تخمین پارامترهای جریان در سازه­های ترکیبی، از نتایج آزمایشگاهی صورت گرفته در این پژوهش بهره گیری گردید. به مقصود شبیه­سازی پروفیل سطح آب از روش VOF بهره گیری گردید. همچنین برای شبیه­سازی آبشستگی جریان از مدل­های مختلف آشفتگی مانند RNG k-ɛ، k-ɛ و LES بهره گرفته گردید. پس از اطمینان از دقت مدل و با   انتگرال­گیری­های پروفیل­های سرعت روی سرریز و زیر دریچه، میزان دبی عبوری از روی سرریز و زیر دریچه تعیین گردید. سپس با انجام واکاوی ابعادی، نسبت دبی عبوی از روی سرریز به زیر دریچه، تابعی از عدد فرود (Fr)، نسبت عمق بالادست سازه به بازشدگی زیر دریچه () و هد آب روی سرریز به طول سازه () گردید. مقایسه نتایج مدل­سازی در حالت کف متحرک با نتایج آزمایشگاهی نشان می­دهد که مدل از قابلیت بالایی جهت شبیه­سازی الگو و میزان آبشستگی برخوردار می باشد.

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه

یکی از عمده‌ترین معضلات سازه‌هایی از قبیل سرریزها، دریچه‌ها و حوضچه‌های آرامش که در بالادست بسترهای فرسایش‌پذیر قرار دارند، آبشستگی در مجاورت سازه می باشد که علاوه­‌بر تأثیر مستقیم بر پایداری سازه، ممکن می باشد باعث تغییر مشخصات جریان و در نتیجه تغییر در پارامترهای طراحی سازه گردد. به دلیل پیچیدگی موضوع، اکثر محققین آن را به صورت آزمایشگاهی مطالعه کرده­اند که با وجود تمام دست­آوردهای مهمی که تاکنون در زمینه آبشستگی موضعی حاصل گردیده می باشد، هنوز هم شواهد زیادی از آبشستگی گسترده در پایاب دریچه‌ها، سرریزها، شیب‌شکن‌ها، کالورت‌ها و مجاورت پایه‌های پل دیده می گردد 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 گردد. تحقیقات نشان داده می باشد که عوامل بسیار زیادی بر آبشستگی در پایین‌دست سازه تأثیرگذار هستند که مانند آن­ها می‌توان به اندازه و دانه‌بندی رسوبات، عمق پایاب، عدد فرود ذره، هندسه سازه و … تصریح نمود (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)).

این نوشته در پایان نامه های ارشد ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

پاسخی بگذارید