2024-03-29T02:04:14Z
https://jhyd.iha.ir/?_action=export&rf=summon&issue=11059
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1398
14
1
بررسی تاثیر هد آب بر نحوه توزیع دبی بر روی تاج و رفتار خطوط جریان در سرریز کلیدپیانویی نامتقارن
اکبر
صفرزاده
سیامک
خیاط رستمی
بابک
خیاط رستمی
در این تحقیق، نسبتهای بهینه هندسی سرریز کلید پیانویی نامتقارن مد نظر قرار گرفته و با مدلسازی آزمایشگاهی و عددی به بررسی تأثیر افزایش هد آب بالادست بر نحوه توزیع جریان بر روی تاج سرریز کلید پیانویی پرداخته شد. تاثیر ارتفاع نسبی بر راندمان سرریز کلید پیانویی با رویکرد افزایش عرض کلید واحد و ثابت نگه داشتن ارتفاع، بر راندمان سرریز، مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاکی از افزایش راندمان سرریز با کاهش ارتفاع نسبی است. از روابط تحلیلی موجود در مراجع، برای محاسبه دبی عبوری از سرریز بهینه هیدرولیکی به ازای هد آب بالادست و همچنین برای محاسبه ضریب دبی مدل آزمایشگاهی استفاده شد. اختلاف ضرایب دبی آزمایشگاهی و مقادیر محاسباتی با روش تحلیلی موجود بالا بوده و دقت پایین روابط موجود را نشان می دهد. در این تحقیق روابط جدیدی برای تعیین ضریب دبی سرریز کلید پیانویی و سهم تاج کلید ورودی، تاج جانبی و تاج کلید خروجی از تخلیه جریان برحسـب نسبت هد بالادست آب به ارتـفاع سرریز کلید پیانویی نامتـقارن، با طرح هنـدسی بهینه، ارائه شده و پس از مقایسه نتایج مدل جدید با نتایج آزمایشگاهی موجود، برتری آن نسبت به روابط تحلیل ارائه شده در مراجع نشان داده شد.
سرریز کلید پیانویی نامتقارن
شبیه سازی عددی
رابطه تحلیلی
خطوط جریان
ضریب دبی
2019
03
21
1
17
https://jhyd.iha.ir/article_92844_1ceaf19d95496178032af84c4b70d53f.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1398
14
1
شبیهسازی سیستم دوفازی نیوتنی-غیرنیوتنی با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار و مدل هرشل-بالکی
پوریا
امیدوار
مهران
خیرخواهان
خسرو
حسینی
یکی از مسائل مورد علاقه محققین در علم هیدرولیک، بررسی نحوه حرکت ذرات رسوب و تغییرات شکل سطح بستر رسوبی (مورفولوژی) ناشی از جریان آب بالای رسوبات میباشد. در این مقاله به کمک روش لاگرانژی هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) جریان دوفازی آب-رسوب مدلسازی شده است. از ویژگیهای روشهای لاگرانژی میتوان به قابلیت مدلسازی تغییرشکلهای بزرگ و مرزهای حدواصل میان دو سیال مختلف و همچنین ردیابی ذرات در مدلهای چندفازی اشاره کرد. در این مطالعه جهت انجام مدلسازی از توسعه کد SPHysics2D بهره گرفته شده است که در آن مقادیر فشار به صورت صریح و به کمک معادله حالت محاسبه میشوند. برای بررسی رفتار فاز رسوبات، مدل غیرنیوتنی ویسکوپلاستیک هرشل بالکی پاپاناستاسیو (HBP) مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین در این مدل توسعه یافته برای بررسی تعامل ذرات دانهای رسوبات از میانگینگیری هارمونیک میان لزجت و برای تعامل دو فاز مختلف از معادله Owen استفاده شده است. در این تحقیق به علت وجود اختلاف چگالی میان دو فاز آب و رسوب، از یکی از روشهای اصلاح شده موجود برای معادلات پیوستگی و مومنتوم استفاده گشته است. برای بررسی صحت عملکرد مدل ویسکوپلاستیک به کار گرفته شده در کد، از مدل آزمایشگاهی شکست سد ذرات دانهای استفاده گردید و پس از آن برای بررسی کد دو فازی توسعه یافته از مدل آزمایشگاهی شکست سد آب-رسوب با بستر متحرک استفاده گشت. نتایج حاکی از آن است که مدل به کار گرفته شده در این تحقیق قابلیت بالایی در شبیه سازی سیستمهای دوفازی آب- رسوب خواهد داشت.
SPH
مدل رئولوژیکی HBP
مدل اون
شکست سد با بستر متحرک
2019
03
21
19
33
https://jhyd.iha.ir/article_85123_9e2f806341eb4835f2fc64d7c794aa80.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1398
14
1
شبیهسازی عددی آبشکن متخلخل با استفاده از نرمافزار Flow3D
احسان
بهنام طلب
علی
چشمی
فرهاد
خامچین مقدم
در این پژوهش، تأثیر احداث تک آبشکن متخلخل بر پارامترهای هیدرولیکی جریان در کانال باز با استفاده از مدل عددی به کمک کالیبراسیون مدل غیرخطی فورشهایمر بررسی شده است. شبیهسازی عددی با استفاده از نرمافزار Flow3D و برای شبیهسازی جریان آشفته از مدل آشفتگی RNG استفاده شده است. بدین منظور آبشکن متخلخل با مشخصات مختلف، شبیهسازی و با انجام آنالیز حساسیت، ضرایب مناسب موردنیاز در معادله فورشهایمر تعیین شد. بر اساس آنالیز حساسیت و مقایسه نتایج با نتایج مدل فیزیکی مشخص گردید اغلب پارامترهای جریان، حساسیت زیادی نسبت به ضریب جمله غیرخطی مدل فورشهایمر دارند و در برخی موارد مدل با اعدادی خارج از محدوده پیشنهادی نرمافزار، کالیبره گردید. بررسیها نشان داد، افزایش تخلخل موجب کاهش قابل توجه سرعت جریان و کوچک شدن محدوده اثر مقدار بیشینه این پارامتر میگردد. نتایج این تحقیق نشان داد افزایش تخلخل آبشکن، موجب کاهش ارتفاع آب در بالادست آبشکن و افزایش ارتفاع در پاییندست آبشکن میشود. همچنین مشاهده گردید افزایش تخلخل از مقدار بیشینه سرعت کاسته و طول اثر آن را کاهش و نیز کمینه سرعت را افزایش خواهد داد.
آبشکن متخلخل
مدل عددی
مدل فورشهایمر
ضریب درگ
آنالیز حساسیت
Flow3D
2019
03
21
35
48
https://jhyd.iha.ir/article_85124_b41230bae69d9e97b3d0dc43b18f25ac.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1398
14
1
برآورد تغییرات زمانی عمق آبشستگی موضعی در جلوی پایه پل مستطیلی شکل در شرایط جریان غیرماندگار
مجتبی
کریمایی طبرستانی
امیررضا
زراتی
پدیده آبشستگی موضعی در اطراف پایه پلها به عنوان یکی از عوامل اصلی در تخریب و همچنین افزایش هزینههای بهرهبرداری و نگهداری پلها میباشد. از طرفی پایهها با مقطع مستطیلی به علت محدوده وسیعتر منطقه جدایش جریان در اطراف پایه، در معرض آبشستگی شدیدتری قرار دارند. در تحقیق حاضر اقدام به ارائه یک روش نیمه تجربی برای محاسبه تغییرات زمانی عمق آبشستگی در جلوی پایه مستطیلی با دماغه گرد و در شرایط جریان غیرماندگار شد. در این روش در هر گام زمانی حجم حفره آبشستگی متناسب با حجم رسوب جابجا شده از یک معادله انتقال رسوب محاسبه میگردد و در ادامه عمق آبشستگی با توجه به حجم معلوم حفره آبشستگی بدست میآید. برای بررسی کارایی روش حاضر از نتایج داده-های آزمایشگاهی مختلف استفاده شد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که معادله انتقال رسوب برای محاسبه حجم رسوبات انتقال یافته در پدیده آبشستگی در جریان غیرماندگار نیاز به اصلاح دارد که مقدار ضریب اصلاح تابعی از مشخصههای هیدروگراف جریان نظیر زمان شاخه بالارونده و پایینرونده و همچنین شدت جریان در اوج هیدروگراف میباشد. به عنوان نمونه هر چه زمان شاخه بالارونده هیدروگراف کوتاهتر بوده و در واقع هیدروگراف تیزتر باشد ضریب اصلاح بزرگتر (انتقال رسوب بیشتر) خواهد بود. در نهایت مقایسه نتایج مربوط به محاسبه تغییرات زمانی عمق آبشستگی محاسباتی و عمق آبشستگی نهایی ناشی از عبور هیدروگراف با دادههای آزمایشگاهی نشان داد که حداکثر اختلاف در حدود 10 درصد است که نشاندهنده دقت مناسب روش حاضر نسبت به معادلات تجربی گذشته میباشد.
پایه پل مستطیلی شکل
تغییراتی زمانی عمق آبشستگی
جریان غیرماندگار
روش نیمه تجربی
معادله انتقال رسوب
2019
03
21
49
64
https://jhyd.iha.ir/article_85125_290998deeb50ebe7911a64b31553dc97.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1398
14
1
تعیین منحنی دبی- اشل در مقاطع مرکب نامتقارن
محمود
فغفور مغربی
آرش
احمدی
کاظم
اسماعیلی
اغلب مجاری طبیعی دارای مقاطعی هستند که با افزایش سطح آب در آنها مساحت مقاطع به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد. این مقاطع دارای سیلاب دشتهای کم و بیش عریضی هستند. مقاطع مرکب دارای سیلابدشت بخصوص زمانیکه از هندسه نامتقارنی برخوردار هستند، پیچیدگیهای هیدرولیکی زیادی را به جریان تحمیل می کنند. تخمین منحنی دبی- اشل در این نوع از مجاری هیدرولیکی یکی از مسائل مهندسی رودخانه است. در این مقاله با استفاده از مفهوم کنتورهای هم سرعت در روش اندازهگیری تک نقطهای سرعت (SPM) و پارامترهای هیدرولیکی و هندسی مقطع جریان و بکار گیری آنها در فرآیند کمینه سازی خطا، رابطهای نسبی برای تخمین منحنی دبی-اشل در مقاطع مرکب معرفی شده است. در این روش برای ترسیم منحنی دبی-اشل در مقاطع مختلف، فقط اطلاعات دبی در یک تراز مرجع، مورد نیاز است. نتایج این پژوهش بیانگر آنست که روش پیشنهادی در تخمین منحنی دبی-اشل مقاطع مرکب نامتقارن حتی مقاطع دارای سیلابدشتهای با ترازهای مختلف از دقت مناسبی برخوردار است.
مقطع مرکب نامتقارن
منحنی دبی-اشل
کنتورهای هم سرعت
2019
03
21
65
77
https://jhyd.iha.ir/article_85126_a1e5d42c02cf811da47606211626f622.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1398
14
1
بررسی پارامترهای حساسیت برای تشخیص خلأزایی خودکار در توربین های آبی سد سفید رود با در نظر گرفتن عمر مفید باقی مانده
سارا
کهنسال
علیرضا
مردوخ پور
در تحقیق حاضر، تشخیص آستانه خلأزایی و خودکارسازی تشخیص فرآیند، با توجه به عمر مفید باقیمانده توربین نیروگاه سفیدرود بررسی شده است. ورودی مدل تولیدشده در برنامه MATLAB، شامل دادههای حاصل از هیدروتوربین کاپلان واقع در نیروگاه برقآبی تاریک میباشد. روش پیشنهادی بر مبنای 61 ویژگی حاصل از 6 پارامتر حساسیت خلأزایی و 17 شرایط عملیاتی میباشد. به هدف آموزش برنامه MATLAB، تعداد 12 مجموعه آموزش فردی و 4095 ترکیب منحصر به فرد ایجاد گردید و تعداد 408 داده جهت آزمون انتخاب شده است. دادههای آموزشی با ترکیب نوع حسگر و ویژگی حساسیت خلأزایی، جهت پیشبینی خلأزایی به خدمت گرفته شدند و بهترین دقت دادههای آموزشی به 98 درصد رسید. نتایج نشان داد که استفاده از فرآیند کاملاً خودکار برای تعیین حساسیت و طبقهبندی خلأزایی مناسبتر از یک فرآیند مبتنی بر آستانههای انتخاب شده به روش دستی میباشد. علاوه بر این، خودکارسازی روند تعیین آستانه خلأزایی با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی و عمر مفید باقیمانده، بدون دخالت انسانی با دقت بسیار زیادتری همراه بوده است .
نیروگاه برقآبی
تشخیص خلأزایی
عمر مفید باقیمانده
توربین کاپلان
برنامه MATLAB
2019
03
21
79
89
https://jhyd.iha.ir/article_85127_138605391cab22a695b1eed447855145.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1398
14
1
تأثیر سیستم تزریق هوا در کاهش آبشستگی قوس ملایم 90 درجه
پری
ملکی
جواد
احدیان
سیدمحمود
کاشفی پور
منوچهر
فتحیمقدم
آنتون
اشلایز
یکی از روشهای نوین حفاظت از سواحل رودخانههای آبرفتی در محل قوسها و بهبود شرایط کشتیرانی استفاده از سازه سیستم تزریق هوا است. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تأثیر این سازه بر توپوگرافی بستر و الگوی جریان در کانال قوسی 90 درجه ملایم پرداخته شده است. بدین منظور آزمایشهایی تحت شرایط هیدرولیکی مختلف در اعداد فرود 37/0، 41/0، 45/0 و 47/0 و با 3 زاویه 0، 45 و 90 درجه و با 3 دبی تزریق هوا انجام شدند. نتایج نشان دادند وجود سازه در قوس موجب اصلاح الگوی مورفولوژی و توزیع سرعت شد به طوری که بیشینه عمق آبشستگی را 47% کاهش و آن را از قوس بیرونی دور نمود و بیشینه سرعت را از قوس بیرونی دور کرده و به میانه فلوم منتقل نمود، علاوه بر آن زاویه 90 درجه دارای کمترین و زاویه صفر درجه بیشترین آبشستگی را در قوس خارجی دارند. همچنین با افزایش دبی تزریق هوا عمق آبشستگی کاهش یافت.
قوس رودخانهها
آبشستگی
سیستم تزریق هوا
جریان ثانویه
الگوی جریان
2019
03
21
91
105
https://jhyd.iha.ir/article_85207_8dea006a9698434525dc794df8502b76.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1398
14
1
بررسی تاثیر زاویه قرارگیری دو پایه پل نسبت به جهت جریان بر روی عمق تعادل آبشستگی در جلو پایهها
محمد
ذونعمت کرمانی
سرگل
معمار
مجید
رحیم پور
علی اصغر
بهشتی
آنتون
اشلایز
در این مطالعه تأثیر زاویه قرارگیری دو پایه پل نسبت به جهت جریان بر روی عمق تعادل آبشستگی در جلو پایه ها تحت شرایط آبشستگی آب زلال بررسی می شود. بدین منظور پایه ها با 4 زاویه مختلف نسبت به جهت جریان قرار داده می شوند. افزون بر این جهت حصول عمق تعادل آبشستگی در جلو پایه ها، آزمایشها تا رسیدن به زمان تعادل آبشستگی انجام میگردند. نتایج نشان می دهد که افزایش زاویه قرارگیری پایه ها، عمق و زمان تعادل آبشستگی در پایه ها را افزایش می دهد. کمینه و بیشینه عمق تعادل آبشستگی برای هر دو پایه به ترتیب در زوایای 0 و 60 درجه مشاهده می شود. با توجه به تجزیه و تحلیل نتایج، بیشینه عمق تعادل آبشستگی در جلو پایه ها، برای زوایای کوچکتر و مساوی 28 درجه در پایه بالادست حادث می گردد، درحالی که برای زوایای بزرگتر از 28 درجه به پایه پایین دست منتقل می گردد. در ادامه با بکارگیری روش رگرسیون خطی نیمه لگاریتمی و داده های مشاهداتی روابطی برای تخمین عمق آبشستگی درجلو پایه ها ارائه می شوند.
آبشستگی
اثر محافظت
الگوی جریان
گرداب نعل اسبی
پایه پل
2019
03
21
107
121
https://jhyd.iha.ir/article_85128_ce4b8b7791a518d8c43289aab784dfc4.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1398
14
1
تعیین درجه خطر سیلخیزی حوضههای آبریز استان مازندران با استفاده از یک روش توزیعی مبتنی بر GIS
شیما
رحمانی
اصغر
عزیزیان
امیر
صمدی
مهمترین گام اصلی برای پیشگیری و مقابله با اثرات مخرب سیلاب، شناسایی مناطق مستعد سیلخیزی در سطح حوضه آبریز و زیرحوضههای آن میباشد. برای تعیین پتانسیل سیلخیزی حوضههای آبریز روشهای مختلفی وجود دارد که استفاده از تکنیکهای رویهمگذاری لایهها در بستر GIS از پرکاربردترین آنها میباشد. در پژوهش حاضر برای محاسبه وزنهای مناسب عوامل موثر در شکلگیری سیلاب از یک روش متفاوت که در آن اندرکنش بین عوامل مورد استفاده نیز در نظر گرفته میشود، استفاده شده است. پس از محاسبه ضرائب تاثیر هر کدام از عوامل ورودی و بدست آمدن وزن نهایی آنها، از ترکیب خطی لایههای ورودی برای ساخت نقشه درجه سیلخیزی محدوده مطالعاتی در پنج دسته مختلف (خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم)، استفاده بعمل آمد. صحتسنجی نتایج حاصل از این روش توزیعی با سیلابهای خسارتزای مشاهداتی مقایسه گردید که نتایج بدست آمده حاکی از عملکرد بالای این روش به ویژه در شناسائی مناطق با درجه سیلخیزی زیاد و خیلی زیاد دارد. به عنوان نمونه، نتایج بدست آمده از روش توزیعی حاکی از آن است که وضعیت سیلخیزی در محل ایستگاههای هیدرومتری شیرگاه-تالار، رزن-نور، سلیمان تنگه، قرآن-تالار و دوآب-چالوس در دسته با خطر سیلخیزی زیاد و خیلی زیاد قرار میگیرند که کاملاً با نتایج حاصل از سیلابهای مشاهداتی منطبق (که عمدتاً دارای سیلابهای با دوره بازگشت بزرگتر 50 و 100 سال هستند) میباشند. یکی از ویژگیهای قابل توجه دیدگاه توزیعی این است که در این دیدگاه تغییرات مکانی مناطق در خطر سیل بدست میآید و با استفاده از آن میتوان مناطق پر خطر را بهتر و با دقت بیشتری شناسائی نمود.
پتانسیل سیلخیزی
دیدگاه توزیعی
سیلاب و مدیریت بحران
2019
03
21
123
139
https://jhyd.iha.ir/article_85129_372136d9823330eff6bb2ecb9a0fe166.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1398
14
1
کاربرد شبکه عصبی مصنوعی در تخمین عمق آبشستگی اطراف پایه پل در بستر با رسوبات چسبنده
رحیم
رضازاده
غلامعباس
بارانی
امینه
ناصری
بیشتر آسیب پلها به دلیل آبشستگی اطراف پیهای آن در طول سیلاب هستند. بنابراین برای حداقلسازی احتمال خرابی، یک مدل بهبود یافته برای تخمین عمق آبشستگی اطراف آنها لازم است. به دلیل اینکه آبشستگی در پایههای پل یک تابع پیچیده از مشخصات مصالح کف، ویژگیهای سیال، مشخصات جریان و هندسهی پایه است، معادلات تجربی توانایی تخمین دقیق عمق آبشستگی را ندارند. در این تحقیق، روشی سودمند برای تخمین عمق آبشستگی در خاکهای چسبنده مبتنی بر راهکارهای هوش مصنوعی ارائه شده است. به منظور ارزیابی عملکرد روش ذکر شده از دادههای آزمایشگاهی در دو حالت با بعد و بی بعد استفاده شده است. در اینجا ابتدا مدل مناسبی مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی ارائه شده و سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه شده است. متوسط ضریب همبستگی بدست آمده برای دادههای بیبعد با استفاده از روش پیشنهادی 97/0 بوده است. در این مدل شبکه عصبی بهینه شده با الگوریتم ژنتیک، مقدار ریشه میانگین مربعات خطا، 094/0 می باشد. نتایج حاصل نشان میدهد که شبکه عصبی مصنوعی و بهینه کردن آن با الگوریتم ژنتیک در تخمین عمق آبشستگی پایههای پل در بسترهای با رسوبات چسبنده در مقایسه با معادلات تجربی عملکرد بسیار بهتری دارد.
آبشستگی پایه پل
رسوبات چسبنده
شبکه عصبی مصنوعی
الگوریتم ژنتیک
2019
03
21
141
149
https://jhyd.iha.ir/article_85130_9cd6731cbfbd0c49cff71d18bca003da.pdf