JOURNAL OF HYDRAULICS
Year:2007 | Volume: | Issue: |Papers Count:5

شبیه سازی و مدلسازی روشی مناسب برای شناخت اصولی ویژگیهای هیدرولیکی کانال است و با افزایش دقت پیش بینی ها از اتلاف سرمایه ها می کاهد. هدف از این مطالعه، بررسی ارتباط بین ویژگیهای هیدرولیکی مهم کانال و ویژگیهای ریخت شناسی رسوبها و شناسایی مهمترین عوامل هیدرولیکی کنترل کننده ویژگیهای ریخت شناسی رسوبهای بستر رودخانه واز بوده است. به منظور انجام این تحقیق، ابتدا 12 مقطع در طول رودخانه واز تعیین و رسوبهای بستر رودخانه به صورت ترکیبی برداشت شد. سپس خصوصیات هیدرولیکی کانال و همچنین پارامترهای ریخت شناسی رسوبهای برداشت شده به دست آمده و برای مدلسازی به کار رفت. نتایج حاصل از این تحقیق ضمن تایید ارتباط معنادار خصوصیات هیدرولیکی و پارامترهای ریخت شناسی، بر تاثیر حداکثر و حداقل دبی جریان و شیب کانال در تبیین خصوصیات ریخت شناسی مواد بستری دلالت دارد.

در این تحقیق تاثیر یک تیغه عمودی مستغرق بر راندمان تله اندازی و طول ناحیه رسوبگذاری در حوضچه رسوب گیر مستطیلی با استفاده از مدل آزمایشگاهی و مدل ریاضی مطالعه شده است. برای انجام آزمایشها از کانال مستطیلی با کف پرسپکس و جداره های شیشه ای به طول 6 و عرض و ارتفاع 0.5 متر استفاده شده است. مدل ریاضی به کار رفته در این تحقیق، مدل اولری – لاگرانژی است که در آن برای حل میدان جریان، از معادلات متوسط گیری شده رینولدز، مدل k-e استاندارد برای تحلیل آشفتگی و مدل لاگرانژی برای روندیابی ذرات رسوبی استفاده می شود. نتایج نشان می دهند که زمانی که تبدیل به کار رفته بین حوضچه رسوب گیر و کانال بالادست، جریان را بدون ایجاد آشفتگی اضافی به داخل حوضچه منتقل می کند، تیغه تاثیری در افزایش راندمان حوضچه و کم کردن طول ناحیه رسوبگذاری ندارد. اما زمانی که جت وارد شده از کانال بالادست، تغییرات شدید عرضی سرعت را در حوضچه به وجود می آورد، نصب تیغه در عمق استغراق 15%، افزایش راندمان به میزان حداکثر 8.5% را نشان می دهد.

بهنگام سازی زمان واقعی مدلهای هیدرولوژیک در سیستمهای پیش بینی سیل، امری اجتناب ناپذیر است. پارامترهای مدلهای ریاضی با استفاده از داده های دبی و تراز مشاهده ای زمان واقعی در سیستم تله متری، بهنگام می شوند. در این مقاله یک متدولوژی جدید و متفاوت با روشهای مرسوم بهنگام سازی ارایه می شود. در این متدولوژی از تلفیق روش مونت کارلو و تئوری بیز برای بهنگام سازی پارامترهای مدل بارش – رواناب در زمان واقعی استفاده می شود. مبنای این روش، استفاده از تعدادی متناهی از پارامترهای تصادفی تولیدی و تعیین محدوده پیش بینی ها براساس نتایج شبیه سازی از پارامترهای مدل بارش – رواناب است. بدین منظور با استفاده از دبی مشاهده ای در زمان واقعی ودبی محاسبه ای، تشابهات مشروط تعیین و از آن برای تعیین تشابهات پیشین و پسین استفاده می شود. این روند با ارسال اطلاعات جدید هواشناسی و هیدرومتری در هر گام زمانی تکرار می شود. در این روش توزیع احتمالاتی دبی سیل در هر گام زمانی با استفاده از نتایج تعدادی متناهی از پارامترهای مدل بارش – رواناب تعیین می شود. زمان پیش هشدار در روش پیشنهادی، فاصله زمانی بین پایدار شدن توزیع احتمالاتی دبی اوج پیش بینی و زمان واقعی وقوع آن است که در متدولوژی جدید، انعطاف پذیری تغییر پارامترهای مدل در مقایسه با روشهای مرسوم قابل توجه است.

تحلیل واکنش سازه های فراساحل در برابر امواج و جریانهای دریایی، از مهمترین مسائل مطرح شده مهندسی فراساحل است. علاوه بر نیروهای ناشی از موج و جریان، سازه های لاغر در محیط دریا تحت تاثیر نیروهای هیدرودینامیکی ناشی از حرکت خود سازه نیز هستند. در دهه های اخیر تحقیقات و آزمایشهایی برای بررسی نیروهای هیدرودینامیکی ناشی از امواج و جریانهای دریایی بر سازه های نوسان کننده انجام شده است. در مقاله حاضر ابتدا مباحث مختلف اندرکنش سازه و دریا بررسی می شود. سپس با استفاده از نتایج چندین مجموعه آزمایش بر روی مدل فیزیکی، شبکه های عصبی مصنوعی مناسبی برای برآورد نیروهای ناشی از امواج و جریانهای دریایی بر سازه های لاغر ارایه می شود. با بررسی آماری جوابهای حاصل، ملاحظه می شود که نتایج، تقریب بسیار خوبی دارند.

سرریزهای لبه تیز، به عنوان وسایل اندازه گیری دبی جریان، به صورت وسیعی در آزمایشگاههای هیدرولیک استفاده می شوند. همچنین این سرریزها به عنوان وسیله ای برای کنترل دبی جریان در بسیاری از شبکه های آبیاری مفید واقع می شوند. در این مقاله، جریان از روی سرریز لبه تیز مستطیلی و مثلثی، با استفاده از جریان از زیر دریچه کشویی شبیه سازی می شود. براساس معادله پیوستگی، رابطه ای تجربی برای ضریب فشردگی و همچنین ضریب دبی دریچه کشویی و معادلاتی برای پیش بینی دبی جریان از روی سرریز لبه تیز مستطیلی و مثلثی ارایه شده است. مقایسه روش پیشنهادی با داده های آزمایشگاهی دیگران و تعداد محدودی داده های آزمایشگاهی از دانشگاه صنعتی اصفهان و همچنین مقایسه با رابطه های تجربی دیگران نشان داد که تئوری ارایه شده، دبی جریان بر روی سرریزهای مورد مطالعه را با دقت بالایی پیش بینی می کند.