در تقاطع­­های راست گوشه سه شاخه یا چهار شاخه کانال­های روباز، مطالعه جدایی جریان بسیار حائز اهمیت می­باشد. برخی پارامترهای موثر در این زمینه نسبت دبی ورودی و عمق جریان می­باشد که در این تحقیق تاثیر نسبت دبی ورودی و نسبت ارتفاع سرریزها (عمق جریان) در الگوی جریان و ابعاد ناحیه جداشدگی به صورت عددی شبیه­سازی شده است. بررسی نتایج مدل عددی نشان داد که مدل k-ω بیشترین مطابقت را با نتایج آزمایشگاهی دارد، به طوریکه میزان خطای شبیه­سازی کمتر از 20% بود. ابعاد ناحیه جداشدگی در کانال­­های اصلی و فرعی با نسبت دبی ورودی رابطه مستقیم داشت. همچنین با افزایش ارتفاع سرریزهای خروجی، عمق جریان افزایش یافت و منجر به کاهش ابعاد ناحیه جداشدگی شد. مطابق نتایج عددی، ابعاد ناحیه جداشدگی در راستای قائم از کف کانال به سطح آب افزایش یافت، به­طوری­که برای نسبت دبی 6/0 و نسبت ارتفاع سرریز 377/0، طول ناحیه جداشدگی در کف کانال، فاصله 1/0 متر از کف و در سطح آب به ترتیب در حدود 60 سانتیمتر، 75 سانتیمتر و 85 سانتیمتر بود. بنابراین از سطح آب به سمت کف کانال طول ناحیه جداشدگی در حدود 29% کاهش یافت.

این مقاله با ارایه مدل ارتعاشی غیرخطی و جامع از دسته موتورهای هیدرولیکی سعی بر ارایه مدل ریاضی کاملی جهت پیش بینی صحیح رفتار سیستم دارد. مدل ریاضی سیستم، مدلی غیرخطی بر مبنای پارامترهای متمرکز تعریف شده می باشد. بدین منظور ابتدا معادله کوپله مومنتوم جامع سیستم استخراج شده است. جهت استخراج معادلات مومنتوم از معادلات حاکم بر سیال و از مفاهیم مکانیک محیط پیوسته استفاده شده و مکانیزم سوییچینگ دی کاپلر با استفاده از تابع نمایی آرکتانژانت در مدل وارد شده است. در ادامه، با روش انتگرال گیری عددی، پاسخ زمانی سیستم در فرکانسها و دامنه های تحریک استاندارد بررسی شده است. مدل توانایی توجیه رفتار غیرخطی دسته موتورهای هیدرولیکی را در فرکانسهای زیاد، تحریک، داراست. همچنین علاوه بر نواحی غیرخطی شناخته شده، ناحیه ارتعاشی دیگری نیز شناسایی شده است که منجر به غیرخطی شدن رفتار سیستم می شود. نتایج حاضر اصلاح ارزشمندی بر مدلهای موجود با بکارگیری کامل پارامترهای غیرخطی و معادله مومنتوم جامع سیستم می باشد و رفتار غیرخطی پیش بینی شده با نتایج آزمایشگاهی تطابق بیشتری دارد.

هدف این پژوهش، توسعه یک مدل شبیه سازی-بهینه سازی هیدرولیکی-اقتصادی برای طراحی آبیاری کرتی بود. این مدل شبیه سازی هیدرولیکی (طراحی آبیاری کرتی) را با معادله بیلان حجم، شبیه سازی اقتصادی را از طریق محاسبه مجموع 4 هزینه در طول فصل و بهینه سازی را با الگوریتم فرا ابتکاری چندهدفه NSGAII انجام می دهد. به منظور برنامه نویسی، از نرم افزار برنامه نویسی MATLAB استفاده شد. برای بهینه سازی توابع هدف، از بهینه سازی تابعی، چندبعدی، ایستا، مقید، پیوسته، چندهدفه و فرا ابتکاری استفاده شد. متغیرهای تصمیم که از بین ورودی های شبیه سازی انتخاب شدند، به گونه ای محاسبه شدند که توابع هدف هیدرولیکی (کمینه سازی ترکیب خطی هفت شاخص عملکرد) و اقتصادی (کل هزینه فصل آبیاری بر اساس مجموع هزینه های آب، کارگر، آماده سازی کرت و حفر نهر) کمینه شود. برای شبیه سازی از اطلاعات یک مزرعه آزمایشی استفاده شد. پس از شبیه سازی اولیه، بهینه سازی مزرعه آزمایشی به وسیله الگوریتم فرا ابتکاری چندهدفه NSGAII با پارامترهای تنظیم شده انجام شد. بهینه سازی با استفاده از مدل پیشنهادی باعث کاهش (بهبود) توابع هدف نسبت به عملکرد اولیه شبیه سازی شد. در مجموع مدل پیشنهادی که ابزاری تخصصی برای آبیاری کرتی است، با وجود سادگی کارایی مناسبی داشت. . .

هدایت هیدرولیکی اشباع خاک یکی از پارامترهای اساسی در پروژه های زهکشی است. بنابراین، شناخت الگوی توزیع مکانی هدایت هیدرولیکی ضروری است. از طرفی، دست یافتن به چنین اطلاعاتی نیازمند اندازه گیری های متعدد هدایت هیدرولیکی و صرف وقت و هزینه بسیار است. انواع روش های کریجینگ می توانند برای برآورد و پهنه بندی هدایت هیدرولیکی خاک به کار روند. با این حال، مقادیر برآوردشده همواره با درصدی خطا همراه است. برخلاف کریجینگ، روش های شبیه سازی زمین آماری قادرند به موضوعات پیشرفته دیگر، مانند ارزیابی عدم قطعیت تخمین و استفاده از آن در فرایندهای تصمیم گیری، بپردازند. در این تحقیق، روش شبیه سازی متوالی گوسی (SGS) و روش غیر پارامتری شبیه سازی متوالی شاخص (SIS) برای مدل کردن عدم قطعیت تخمین هدایت هیدرولیکی خاک، در منطقه خیرآباد استان خوزستان، به کار رفت. 200 نقشه هدایت هیدرولیکی با احتمال وقوع یکسان به کمک روش های شبیه سازی تولید شد. نتایج نشان داد نقشه های شبیه سازی شده، برخلاف نقشه کریجینگ، می توانند هیستوگرام و نیم تغییرنمای داده های اولیه را به طور رضایت بخش بازتولید کنند. در زمینه عدم قطعیت، نتایج این تحقیق نشان داد واریانس کریجینگ مستقل از مقادیر داده هاست. بنابراین، محدودیت زیادی در استفاده از آن وجود دارد. نمودارهای صحت و نمودارهای عرض فاصله احتمال نشان داد مدل عدم قطعیت به دستامده با روش SGS دقیق تر از مدل به دستامده با روشSIS است؛ هرچند شاخص نکویی روش SGS (0.88) اندکی کمتر از روش SIS (0.94) به دست آمد.

یکی از معایب دسته موتورهای الاستومری ایده آل نبودن سفتی دینامیکی آنها می باشد. موتور در شرایط بارگذاری ضربه ای نیازمند نگهدارنده ای سخت بوده تا از حرکات بیش از اندازه آن جلوگیری کند ولی در فرکانس های بالا که دامنه ارتعاشات پایین است، قرارگیری موتور بر روی نگهدارنده هایی نرم باعث کاهش ارتعاشات انتقالی به بدنه خودرو می گردد. در دسته موتورهای شبه فعال، با تغییر در پارامترهای سیستم نظیر سفتی و استهلاک هدف مورد نظر تحقق می یاید. با استفاده از سیال مگنتورئولوژیکال در دسته موتور شبه فعال، امکان تغییر در استهلاک سیستم با اعمال میدان مغناطیسی به وجود می آید. دسته موتور ارائه شده در این مقاله، دسته موتوری مگنتورئولوژیگال می باشد که قابلیت تغییر در میزان استهلاک سیستم را با روشن و خاموش نمودن جریان ورودی به سیم پیچ مغناطیسی فراهم می آورد. افت فشار سیال، ناشی از عبور آن از مجرای تحت میدان مغناطیسی، دسته موتور را از نظر دینامیکی سخت تر می کند. در این طرح کاربرد سیال مگنتورئولوژیکال برای ایجاد تغییر در خواص استهلاکی سیستم به خوبی نشان داده شده است. شبیه سازی ارتعاشی دسته موتور با در نظر گرفتن اثرات استهلاک سیال مگنتورئولوژیکال در حالت قرارگیری در میدان مغناطیسی صورت پذیرفته و نتایج حاصل با نتایج حاصل از آزمایش مقایسه شده است.

سرریزهای سیفونی در شرایط وجود محدودیت فضا برای احداث انواع دیگر سرریزها و نیز برای عبور دبی زیاد در دامنه ی هد محدود استفاده می شوند. در نوشتار حاضر، به بررسی هیدرولیکی انواع رژیم های جریان، شامل: جریان زیر اتمسفر، جریان دوفازی و جریان با آب سیاه درسرریزهای سیفونی در شرایط غیردائمی پرداخته شده است. جهت صحت سنجی نتایج شبیه سازی عددی، از نتایج آزمایشگاهی مطالعات پیشین استفاده شده است. جهت انجام شبیه سازی عددی از حل گر سیالاتی ANSYS-CFX که در زمینه ی شبیه سازی جریان های دوفازی، توانایی های بیشتری نسبت به سایر نرم افزارها دارد، استفاده شده است. بررسی نتایج نشان داد که میزان نوسان های فشار در یک دبی مشخص در نقاط مختلف سرریز برای شرایطی که جریان داخل مجرای سرریز در حالت دوفازی است، به مراتب بیشتر از زمانی است که جریان زیر اتمسفر داخل سرریز برقرار است. بیشترین نوسان های فشار که می توانند باعث ارتعاش سازه ی سرریز شوند در قسمت های ورودی و گلوگاه سرریز ایجاد می شوند.

امروزه تأمین نیاز آبی، تغذیه سفره های زیرزمینی و کنترل سیلاب ها از اهداف ساخت سدها می باشند. از طرفی شکست سد می تواند با رهاسازی حجم عظیم آب منجربه تلفات حداکثری در پایین دست گردد. لذا با شبیه سازی این پدیده امکان آگاه کردن مدیران از ابعاد خسارات احتمالی، تصمیم گیری و مدیریت صحیح بحران میسر خواهد بود.در این تحقیق وضعیت هیدرولیکی شکست سدهای خاکی تبارک آباد و چهچهه در استان خراسان رضوی مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای شکست، روندیابی سیلاب به ازای سناریوهای مختلف نظیر شکست روگذری، رگاب و شکست آنی (اقدامات خرابکارانه) و نقشه های پهنه بندی و پارامترهای مربوطه تجزیه و تحلیل شده است. لذا با توجه به نتایج سرعت و عمق جریان سیلاب ناشی از شکست سد، زمان رسیدن اولین اثرات سیل و پهنه هایی که زیر آب خواهند رفت مشخص گردیده اند. بخشی از تحلیل های مورد استفاده در تحقیق حاضر، برنامه های کامپیوتری توسعه داده شده در بستر نرم افزار Mathematica بوده که در ترکیب با نتایج بدست آمده از نرم افزار BREACH امکان تعیین بدترین وضعیت شکست تدریجی سد از طریق یک فرآیند تکراری را فراهم می کند و در ادامه به منظور تحلیل جریان غیردائمی ناشی از شکست سد در نرم افزار HEC-RAS (دوبعدی) لحاظ شده است. به علاوه کد کامپیوتری کاربر را قادر خواهد ساخت تا تحلیل هایی به منظور تعیین مهمترین هیدروگراف خروجی از سد، با استفاده از روش مرتب سازی عملکرد پاسخ ها بر اساس شباهت به پاسخ ایده آل (TOPSIS) انجام داده که بر اساس آن، دو معیار اصلی برای هر هیدروگراف یعنی زمان دبی حداکثر و مقدار دبی حداکثر با ضریب وزنی برابر در فرآیندی ریاضی قرار خواهند گرفت.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

یک برنامه کامپیوتری (مدل) به نام Sprinkler Mod برای طراحی و شبیه سازی هیدرولیکی سیستم های آبیاری بارانی تهیه گردید. در این مقاله به نحوه شبیه سازی توزیع فشار و دبی آبپاش ها در طول لوله های فرعی پرداخته می شود. این مدل قادر به طراحی دو نوع لوله های فرعی (که استفاده از آنها در کشور متداول می باشد) شامل لوله های فرعی با آبپاش های ثابت و با آبپاش متحرک می باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی به صورت جدول و یا نمودار روی صفحه مانیتور قابل رویت است. این برنامه کامپیوتری توانایی طراحی لوله های فرعی با یک قطر ثابت و و یا دو قطر مختلف همراه با شیب طولی یک نواخت و یا غیریکنواخت را داراست. نمودار درصد تغییرات فشار آبپاش ها به ازا قطرهای داخلی مختلف لوله فرعی توسط مدل قابل ترسیم است. از فرمول هیزن- ویلیامز برای انجام محاسبات مربوط به افت اصطکاکی استفاده شد. پارامترهای ورودی شامل نوع لوله فرعی، فشار و دبی متوسط کارکرد آبپاش ها، فواصل قرارگیری آبپاش ها، فاصله اولین آبپاش تا ابتدای لوله فرعی، تعداد آبپاش ها، ارتفاع پایه آبپاش، ضریب افت اصطکاکی هیزن- ویلیامز و شیب طولی یا رقوم ارتفاعی لوله فرعی در محل هر آبپاش می باشد. شبیه سازی هیدرولیکی لوله فرعی به گونه ای صورت می گیرد که میانگین فشار و یا دبی آبپاش ها برابر با فشار و یا دبی متوسط کارکردی که توسط کاربر برای آبپاش ها تعیین شده، گردد. شبیه سازی لوله های فرعی با استفاده از روال های تکراری انجام پذیرفت. از روش حل عددی نیوتن- رافسون برای محاسبه فشار هر یک از آبپاش ها در لوله های فرعی با آبپاش متحرک استفاده گردید. برای ارزیابی مدل، نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج طراحی کلاسیک مورد مقایسه قرار گرفت. از آن جایی که معادلات لازم برای طراحی کلاسیک لوله های فرعی با آبپاش متحرک در منابع علمی ارایه نشده است، روابط مورد نیاز استخراج گردید. میانگین قدر مطلق درصد اختلاف نتایج محاسبه فشار مورد نیاز در ابتدای لوله های فرعی با آبپاش ثابت با شیب های مختلف با یک قطر ثابت و دو قطر مختلف به ترتیب 0.3 و 0.7 درصد و در مورد لوله های فرعی با آبپاش متحرک برابر با 0.1 درصد به دست آمد.

فرایند شکست هیدرولیکی یکی از روش های متداول برای افزایش بهره وری چاه های نفتی است. در این روش، اعمال فشار هیدرولیکی در نقطه ی مشخصی از چاه، باعث ایجاد شکستگی هایی در مخازن شده و تراوایی آن افزوده می شود. در این تحقیق، روش شکست هیدرولیکی بر پایه مفاهیم روش المان محدود شبیه سازی شده است. بدین منظور با استفاده از نرم افزار ABAQUS شرایط معمول عملیات شکست هیدرولیکی در یک مخزن نفتی شبیه سازی شده و از تیوری مدل ترک چسبنده با قانون کشش-جدایش المان محدود توسعه یافته برای ایجاد و گسترش شکاف در درون مدل سه بعدی المان محدود استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که فشار شکست سازند با مقدار تحلیلی آن تطابق خوبی دارد. نمودار نرخ نشت سیال سه مرحله زمانی مختلف را نشان می دهد که دو مرحله اول، بیان کننده جهش در هدرروی سیال و مرحله سوم نیز هدرروی دینامیکی را نشان می دهد. تغییرات فشار سیال در راستای شکاف روند کاهشی را از خود نشان داد به طوریکه در یک ناحیه میزان فشار سیال از فشار منفذی اولیه مخزن کمتر است که ناشی از پدیده تاخیر سیال در نوک شکستگی می باشد. در نهایت نیز تحلیل حساسیتی بر روی تعدادی از پارامترهای موثر بر روی فشار شروع شکست انجام شد که با افزایش همه پارامترها به جز نسبت پواسون، فشار شروع شکست نیز بیشتر شد. همچنین با محاسبه تابع حساسیت و فاکتور حساسیت برای هر یک از پارامترها مشخص شد که مدول یانگ بیشترین و ضریب نرخ نشت سیال کمترین تاثیر را بر روی فشار شروع شکست دارد.