https://jhyd.iha.ir/ نشریه علمی هیدرولیک fa daily 1 Wed, 23 Sep 2026 00:00:00 +0330 Wed, 23 Sep 2026 00:00:00 +0330 https://jhyd.iha.ir/article_248409.html در این مقاله، یک الگوریتم پویا و تطبیقی مبتنی بر روش بدون‌شبکه MLPG برای حل عددی معادلات ناویر-استوکس تراکم‌ناپذیر ارائه می‌گردد. هسته اصلی این روش، ترکیب یک ساختار سلسله‌مراتبی چندمقیاسی (بر پایه چهارگانه‌درخت) با یک تخمین‌گر خطای ترکیبی هوشمند است که به‌طور پویا نواحی نیازمند به دقت بالاتر (مانند لایه‌های مرزی یا گردابه‌ها) را شناسایی و تمرکز گره‌های حل را در آن مناطق افزایش می‌دهد نوآوری‌های اصلی شامل ارائه ساختار توابع پایه سلسله‌مراتبی با حفظ خواص یکنواختی و بازسازی چندجمله‌ای، معرفی تخمین‌گر خطای ترکیبی مبتنی بر گرادیان سرعت، گرداب و باقی‌مانده معادلات است. همچنین از ضرایب لاگرانژ برای حفظ قوانین بقای جرم و تکانه در مرزهای بین سطوح استفاده می‌شود. در ادامه، تحلیل همگرایی برای مسائل دارای ناهمواری‌ها و تکینگی‌های هندسی انجام گردید.. بررسی‌های عددی روی چند مساله معیار نشان می‌دهد که این روش تطبیقی در مقایسه با روش MLPG یکنواخت، ضمن حفظ یا بهبود دقت، تا ۷۸ درصد در تعداد گره‌های محاسباتی صرفه‌جویی می‌کند. همچنین، نرخ همگرایی فوق‌بهینه‌ای در حدود O(h^2.1)مشاهده شده است. این الگوریتم به‌طور مؤثری قابلیت تطبیق پویا با ویژگی‌های در حال تکامل جریان را داشته و برای شبیه‌سازی جریان‌های پیچیده با مرزهای متحرک، چگالی‌های متغیر و تکینگی‌های هندسی مناسب است. https://jhyd.iha.ir/article_239796.html AbstractThe accumulation of large wood (LW) at bridge structures poses a significant flood hazard, yet the critical role of initial log placement in triggering these blockages remains insufficiently quantified. This study provides a systematic experimental investigation into the parameters governing the accumulation probability (AP) at bridge piers and abutments. It focuses on four key domains: (1) initial log placement conditions (release distance, lateral position, and orientation); (2) approach flow conditions; (3) geometric characteristics of the bridge, particularly the varying distance between the pier and abutment; and (4) LW characteristics, including length, diameter, branching, and transport regime (uncongested vs. congested). Results identified the worst-case scenario for LW accumulation around piers and abutments: logs released 1m upstream of the abutment nose, from the channel centerline, and oriented perpendicular to the flow. Furthermore, the analysis reveals that accumulation probability is predominantly a function of approach flow velocity, log length and diameter, and the distance between the pier and abutment. Overall, these findings provide a quantitative, design-oriented basis for estimating LW accumulation risk and for guiding the layout of pier–abutment systems to enhance resilience against wood-laden floods. https://jhyd.iha.ir/article_248361.html در این پژوهش، اثر انسداد ناشی از بافل مرکزی بر رفتار هیدرولیکی جریان در دو نوع کانال روباز با مقطع مستطیلی ساده و مرکب به‌صورت آزمایشگاهی و عددی بررسی شد. نوآوری این مطالعه در تحلیل هم‌زمان اثر هندسه مرکب کانال و حضور بافل مرکزی بر الگوی توزیع تنش برشی، هیدرولیک جریان و استهلاک انرژی، با استفاده از مدل‌سازی سه‌بعدی در نرم‌افزار OpenFOAM با استفاده از حلگر interFOAM و مدل آشفتگی k–ω SST است. نتایج نشان داد که ترکیب هندسه مرکب و بافل مرکزی موجب کاهش نیروی درگ و افزایش نرخ استهلاک انرژی نسبت به کانال ساده می‌شود. نرخ استهلاک انرژی در کانال مرکب حدود 75 درصد و در کانال ساده حدود 33 درصد برآورد شد که ناشی از هم‌افزایی هندسه مرکب و بافل در تولید گردابه‌های بزرگ‌ و تغییرات ناگهانی سرعت و فشار است. تحلیل پروفیل عمق و سرعت نشان داد که عمق اولیه در کانال مرکب حدود 14/0 متر و در کانال ساده حدود 13/0متر است و سازه بافل موجب ایجاد اتلاف هدفمند انرژی در ناحیه پس از خود می‌شود. همچنین در کانال مرکب، بازتوزیع تنش برشی و شکل‌گیری نواحی جریان کم‌سرعت در پایین‌دست سازه مشاهده شد که بیانگر کارایی بیشتر این آرایش در کنترل انرژی جریان است. مقایسه نتایج عددی با داده‌های آزمایشگاهی نشان داد که مدل RANS به‌کاررفته توانایی بالایی در بازتولید مشخصات جریان دارد. یافته‌های این پژوهش می‌تواند در طراحی سازه‌های کنترل انرژی، حفاظت بستر و بهینه‌سازی مقاطع مرکب در کانال‌های روباز مورد استفاده قرار گیرد. https://jhyd.iha.ir/article_244560.html A labyrinth weir is an important hydraulic structure used to regulate hydraulic heads and control flow in canals, rivers, and dam reservoirs. FLOW-3D software was used to numerically model symmetric and asymmetric rectangular Labyrinth Weir. The (Cd) permeability coefficient is a function of hydraulically variable factors such as (Ht / P) hydraulic head to weir height ratio, (WL/WR) left to right cycle width ratio, and (B/Wavg) longitudinal weir ratio, according to the results of Buckingham dimensional analysis (The length of the lateral weir crest to the average width of the weir cycle). Experimental tests were performed on a rectangular flume with 8 m length, 0.6 m width, and 0.6 m height, and the researcher modeled it in FLOW-3D software. The results showed that numerical and physical modeling is in good agreement with each other. In symmetrical labyrinth weirs, the discharge coefficient obtained from physical modeling was about 27% higher than numerical modeling. Numerical modeling showed that the discharge coefficient of asymmetric labyrinth weirs is about 16% higher than the discharge coefficient of symmetric labyrinth weirs. https://jhyd.iha.ir/article_248362.html رودخانه کن یکی از مهم‌ترین آبراهه‌های ارتفاعات شمال‌غرب تهران است که به‌دلیل شیب زیاد، بارش‌های رگباری و توسعه سریع شهری در پایین‌دست، پتانسیل بالایی برای رخداد سیلاب‌های ناگهانی دارد. در این پژوهش روند بلندمدت بارش، دبی اوج سالانه و ویژگی‌های سیلاب‌های موثر حوضه کن بر پایه داده‌های بارش، هواشناسی و دبی با دوره آماری حدود ۴۰ ساله مورد تحلیل قرار گرفته است. داده‌های بارش و دبی پس از کنترل کیفیت، تکمیل و یک‌دست‌سازی، به مقیاس‌های ماهانه و سالانه تبدیل شده و روند آن‌ها با استفاده از آزمون Mann–Kendall و برآورد شیب Sen’s slope بررسی شد. نتایج نشان داد بارش سالانه ایستگاه سنگان با میانگین حدود ۳۷۰ میلی‌متر و ضریب تغییرات ۲۸ درصد فاقد روند معنادار آماری بوده و تنها نوسانات بین‌سالی قابل‌توجهی را نشان می‌دهد. در مقابل، دبی اوج سالانه در ایستگاه سولقان با میانگین ۴۱ مترمکعب بر ثانیه و حداکثر رخداد ثبت‌شده حدود ۲۹۵ مترمکعب بر ثانیه دارای افزایش نوسانی و غیرمنظم است، اما روند آن نیز در سطح ۰٫۰۵ معنادار نیست. تحلیل رخدادهای سیلابی نشان داد که سیلاب‌های مؤثر عمدتاً ناشی از بارش‌های کوتاه‌مدت و پرفشار در نیمه سرد سال بوده و هیدروگراف آن‌ها دارای زمان اوج کوتاه، دامنه زیاد و حجم قابل‌توجه است. نتایج کلی پژوهش نشان می‌دهد اگرچه بارش سالانه روند مشخصی ندارد، اما افزایش شدت رگبارها و کاهش زمان تمرکز حوضه می‌تواند ریسک وقوع سیلاب‌های ناگهانی را در پایین‌دست افزایش دهد. این نتایج می‌تواند به‌عنوان مبنایی برای پایش سیلاب، مدیریت خطرپذیری مناطق شهری و برنامه‌ریزی سازه‌ای/غیرسازه‌ای در حوضه کن مورد استفاده قرار گیرد. https://jhyd.iha.ir/article_244562.html زمینه: ارتفاع دقیق گره‌های شبکه توزیع آب از پارامترهای اساسی در مدل‌سازی هیدرولیکی است. روش‌های سنتی ترازیابی و GPS زمینی علیرغم دقت بالا، برای شبکه‌های وسیع شهری پرهزینه و زمان‌بر هستند.هدف: این پژوهش با هدف ارزیابی دقت داده‌های LiDAR هوابرد در استخراج ارتفاع گره‌های شبکه توزیع آب و کاربرد آن در مدل‌سازی هیدرولیکی انجام شده است.روش پژوهش: داده‌های LiDAR با چگالی ۴.۲ نقطه در مترمربع از منطقه تامان موتیارا رینی، مالزی (۲.۸ کیلومترمربع) اخذ شد. مدل رقومی ارتفاع با قدرت تفکیک ۱ متر تولید و مقادیر ارتفاعی برای ۴۸۲۳ گره شبکه استخراج گردید. اعتبارسنجی با ۳۲ نقطه کنترل زمینی GPS-RTK و شاخص‌های ME، RMSE و MAE انجام شد.یافته‌ها: DEM تولیدی دارای RMSE برابر ۰.۱۱ متر و میانگین خطای ۰.۰۳+ متر بود. کمترین اختلاف ارتفاع قابل تشخیص ۰.۰۸ متر (شیب ۰.۰۸٪) به‌دست آمد. ۸۱.۲٪ نقاط کنترل خطای کمتر از ۰.۰۵ متر داشتند. مقایسه با نقشه‌های توپوگرافی ۱:۵۰۰۰۰ بهبود ۹۵٪ در دقت عمودی را نشان داد. روش LiDAR هزینه را ۹۹.۷٪ و زمان را ۸۹٪ کاهش می‌دهد.نتیجه‌گیری: داده‌های LiDAR هوابرد با چگالی متوسط، دقت عمودی کافی برای استخراج ارتفاع گره‌های شبکه توزیع آب فراهم می‌کنند و بهبود قابل توجهی در تحلیل مناطق فشار، تشخیص نشت و تعیین جهت جریان ایجاد می‌نمایند. https://jhyd.iha.ir/article_248077.html پایداری عملکرد مخازن بزرگ به توانایی آن‌ها در حفظ یک تعادل بلندمدت میان جریان ورودی، حجم ذخیره و جریان خروجی وابسته است. با این حال، شواهد فزاینده‌ای نشان می‌دهد که بسیاری از سامانه‌های مخزنی تحت فشارهای اقلیمی و مدیریتی، رفتار غیرایستا و تغییر رژیم را تجربه می‌کنند. در این مطالعه، دینامیک‌های عملیاتی سد سفیدرود با استفاده از داده‌های روزانه چهار متغیر کلیدی جریان ورودی (IFR)، حجم ذخیره مخزن (RSV)، تراز سطح آب (RWL) و جریان خروجی کل (OFR) در دوره ۱۶ سال آبی (۱۳۸۸–۱۴۰۴) مورد تحلیل قرار گرفت. برای شناسایی تغییرات ساختاری و رفتاری سامانه، مجموعه‌ای از روش‌های آماری و چندمقیاسی شامل آزمون نقطه تغییر Pettitt، آزمون روند Mann–Kendall همراه با شیبSen ، تجزیه STL، همبستگی پویای پنجره‌ای و تحلیل موجک پیوسته (CWT) به‌کار گرفته شد. نتایج نشان‌دهنده وقوع یک شکست ساختاری معنادار در حوالی سال آبی ۱۳۹۴–۱۳۹۵ است که با کاهش حدود ۳۷٪ حجم ذخیره مخزن، افت تراز سطح آب، فروپاشی همبستگی بین IFR و RSV و افزایش نوسانات کوتاه‌مدت همراه بوده است. تحلیل فصلی و آزمون حساسیت با حذف دوره آبیاری کشاورزی نشان داد که رهاسازی‌های فصلی، هرچند موجب تشدید نوسانات کوتاه‌مدت می‌شوند، عامل اولیه این تغییر رژیم نیستند. جابه‌جایی توان موجک RSV از مقیاس‌های سالانه به مقیاس‌های ۶۰–۱۲۰ روزه نیز بیانگر گذار سامانه از بهره‌برداری مبتنی بر برنامه‌ریزی بلندمدت به تصمیم‌گیری‌های واکنشی و کوتاه‌مدت است. این شواهد نشان می‌دهد که سد سفیدرود پس از سال ۱۳۹۴–۱۳۹۵ دیگر در یک حالت steady-state قابل بازگشت قرار ندارد و دچار «شکست ایستایی» شده است. https://jhyd.iha.ir/article_244561.html Local scour around bridge piers remains one of the primary causes of bridge failures worldwide. Conventional countermeasures such as riprap and collars often suffer from stability issues and edge failure under high-velocity flows. This study introduces a novel countermeasure using Interlocking 3D Porous Blocks (IPBs) to protect the sediment bed around square bridge piers. Experimental investigations were conducted in a laboratory flume under clear-water conditions. The effects of the number of block rows (initially 1–4) and vertical placement level (on-bed, semi-buried, and fully buried) were systematically examined. Based on the superior performance of the buried configuration, two additional five-row arrangements (a single buried layer and a double-stacked buried layer) were tested to identify the optimal design. Results demonstrated that the buried configurations significantly outperformed others. The optimal configuration, consisting of the double-stacked, 5-row buried layer, resulted in no measurable scour within the accuracy of the adopted measurement system (±1 mm). This design effectively dissipates the energy of the downflow and horseshoe vortex while maintaining bed integrity. The mechanical interlocking system provided excellent structural integrity, making IPBs a highly promising solution for bridge foundation protection. Field-scale validation is recommended for practical implementation. https://jhyd.iha.ir/article_248078.html احداث تونل یکی از اجزای اساسی زیرساخت‌های عمرانی در راستای توسعه پایدار کشورها به شمار می‌رود. رشد سریع جمعیت و افزایش تقاضا برای شبکه‌های نوین حمل‌ونقل، انتقال آب و انرژی و توسعه صنایع موجب افزایش مستمر نیاز به احداث تونل‌ها شده است. تونل‌ها اغلب در زیر سطح آب زیرزمینی ساخته می‌شوند؛ در چنین شرایطی، ارزیابی دقیق میزان جریان آب ورودی برای طراحی سیستم زهکشی ضروری است. در این پژوهش، نرخ جریان آب ورودی به تونل‌های دایره‌ای با استفاده از روش اجزای محدود و با در نظر گرفتن ناهمسانگردی نفوذپذیری محیط پیرامون، در دامنه وسیعی از پارامترهای ورودی، مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس، یک مدل پیش‌بینی برای نرخ جریان ورودی با استفاده از روش حداقل مربعات غیرخطی توسعه داده شد. نتایج نشان داد که یک تابع توانی قادر است جریان ورودی را با دقت بالایی پیش‌بینی کند، به‌طوری‌که مقدار ضریب تعیین R2برابر با 986/0 بوده و مقادیر RMSE و MAE نیز پایین به دست آمدند. همچنین، با افزایش نسبت نفوذپذیری قائم به افقی، سطح ایستابی در مجاورت تونل شیب بیشتری پیدا می‌کند. https://jhyd.iha.ir/article_248079.html با توجه به کاربرد گسترده کانال‌های ذوزنقه‌ای در شبکه‌های انتقال و توزیع آب، هدف این پژوهش بررسی عملکرد هیدرولیکی دریچه نیم‌دایره‌ای دوار نصب‌شده در یک کانال ذوزنقه‌ای با استفاده از نرم‌افزار FLOW-3D است. مدل‌سازی عددی بر اساس داده‌های آزمایشگاهی برای کانالی با سه شیب دیواره جانبی و سه طول تبدیل تدریجی در محل اتصال کانال به دریچه انجام شد. در این مطالعه، اثر زاویه بازشدگی دریچه، طول تبدیل تدریجی، شیب دیواره جانبی و دبی جریان بر پروفیل سطح آب، منحنی دبی–اشل و افت کل انرژی بررسی شد. مقایسه مدل‌های آشفتگی نشان داد که مدل RNG در مقایسه با مدل‌های LES و K-ε، با خطایی کمتر از ۱۰ درصد، دقت بیشتری در پیش‌بینی پروفیل سطح آب دارد. نتایج همچنین نشان داد که شیب دیواره جانبی مهم‌ترین پارامتر مؤثر بر رفتار هیدرولیکی جریان است و میزان تأثیر طول تبدیل تدریجی به شیب دیواره جانبی وابسته است؛ به‌گونه‌ای که در کانال‌هایی با شیب جانبی بیشتر، افزایش طول تبدیل تأثیر قابل‌توجهی بر پارامترهای هیدرولیکی ندارد. منحنی دبی–اشل نیز بیانگر تغییر رفتار هیدرولیکی جریان در محدوده زاویه بازشدگی ۶۰ تا ۶۵ درجه است. علاوه بر این، نتایج تحلیل آماری نشان داد که مدل عددی توانسته است منحنی دبی–اشل و افت کل انرژی را با دقتی بیش از ۹۰ درصد شبیه‌سازی کند.