%34تخفیف

دانلود پروژه:شبیه‌سازی سه‌بعدی جریان در محیط‌های متخلخل سد پاره‌سنگی  با استفاده از مدل Flow-3D Three-dimensionalsimulation offlowinRockfill dams using Flow-3D

كارشناسي ارشد سازه­های آبی

 

تعداد124 صفحه در فایل word

شبیه‌سازی سه‌بعدی جریان در محیط‌های متخلخل سد پاره‌سنگی

 با استفاده از مدل Flow-3D

Three-dimensionalsimulation offlowinRockfill dams using Flow-3D

چکيده

کنترل سیلاب با استفاده از سدهای تأخیری، نیازمند طراحی صحیح هیدرولیکی، با توجه به رفتار جریان در مواجهه با سازه مذکور است. هدف اصلی این تحقیق شبیه­سازی هیدرولیکی جریان در سدهای پاره­سنگی و بررسی اثر هندسه و دبی بر میدان جریان به کمک مدل Flow-3D است. با توجه به متلاطم بودن جریان در محیط­های متخلخل درشت­دانه، مطالعاتی که در این زمینه صورت گرفته است شامل روابط بین عدد رینولدز و ضریب اصطکاک یا گرادیان هیدرولیکی و سرعت جریان می­باشد. از سویی در این تحقیق با رویکردی جدید و بدون در نظر گرفتن این روابط، با استفاده از مدل Flow-3D جریان در سد پاره­سنگی شبیه‌سازی‌شده است. هندسه سد پاره­سنگی مطابق مدل فیزیکی موجود، با استفاده از نرم­افزار Autocad3D طراحی گردیده و شبیه­سازی بر روی شش هندسه با طول‌،دبی­و شیب وجوه متفاوت صورت گرفته است. خطای کمتر از دو درصد بین نتایج مدل عددی و مدل فیزیکی موجود، شامل پروفیل جریان در تاج و عمق بالادست سد پاره­سنگی، نشان­دهنده دقت مدل ارائه‌شده در این تحقیق است.آنالیز استقلال از شبکه برای کاهش مدت شبیه­سازی و نیز افزایش دقت نتایج صورت گرفت و شبکه مش با تعداد 800,000 سلول در هندسه سازه با طول 70 سانتی­متر منظور گردید و برای سایر طول­ها این مقدار تعمیم داده شد.بخش دیگر تحقیق، کاربرد سد پاره­سنگی در کنترل سیلاب و همچنین مقایسه آن با سازه نفوذناپذیر معادل است و نتایج حاکی از آن است که سازه­های متخلخل در کنترل سیلاب عملکرد بهتری دارند به­ بیان دقیق­تر، هیدروگراف خروجی در سازه متخلخل نسبت به هیدروگراف ورودی هموارتر بوده و دبی پیک آن کاهش حدود 20 درصدی داشته است.

واژه‌هاي كليدي: سد پاره­سنگی، مدل Flow-3D، آنالیز استقلال از شبکه، شبیه­سازی عددی، کنترل سیلاب

فهرست مطالب

فصل 1 کلیات 2

1-1-مقدمه 3

1-2-مدل 3

1-2-1- مزايايمدلهايرياضي 4

1-3-سدهایپاره‌سنگی 4

1-4-مزایایاستفادهازپاره‌سنگدراحداثسازه‌هایهیدرولیکی 5

1-5-جریانغیردارسی 5

1-6-اصولومبانیتحقیق 6

1-7-ضرورتانجامتحقيق 7

1-8-کاربردFlow-3Dدرزمينهآب 7

1-8-1- مدلهاييکبعدي 8

1-8-2- مدلهايدوبعدي 9

1-8-3- مدلهايسهبعدي 9

1-9-چهارچوبواهدافتحقيق 9

1-10-ساختارپایان‌نامه 10

فصل 2 مروریبرتحقیقاتانجامشده 11

2-1-مقدمه 12

2-2-مطالعاتانجام‌شدهدرسدپاره‌سنگی 12

2-2-2- روابطبينضريباصطكاكوعددرينولدز 13

2-2-3- روابطبينگراديانهيدروليكيوسرعت 14

2-3-مطالعاتانجام‌شدهعددي 23

2-4-تحقیقاتصورتگرفتهدرمحیط‌هایمتخلخلبااستفادهازمدلFLOW-3D 28

2-5-جمع‌بندیفصل 36

فصل 3 مبانینظریوروش‌هایتحقیق 38

3-1-مقدمه 39

3-2-مبانينظريمدلFLOW-3D 39

3-2-1- روشVOF 40

3-2-2- روشFAVOR 41

3-2-3- نيازهايسختافزاري 42

3-2-4- معادلاتحرکت 42

3-2-4-1-دستگاه‌هایمختصات 43

3-2-4-2-معادلهپيوستگيجرم 43

3-2-4-3-معادلهمومنتوم 44

3-2-4-4-سطوحآزادسيال 46

3-2-4-5-معادلهانرژيسيال 46

3-2-4-6-روابطورودهوا 47

3-2-5- گسستهسازيمعادلاتدرنرم‌افزارFLOW-3D 48

3-2-6- جریان‌هایآشفته 49

3-2-6-1-معادلاتناويراستوکسمتوسطگيريشدهزماني (RANS) 49

3-2-6-2-فرضيهبوزينسک 49

3-2-6-3-مدل‌هايآشفتگيدرنرم‌افزارFlow-3D 50

3-2-6-3-1-مدلطولاختلاطپرانتل 50

3-2-6-3-2-مدليکمعادلهايانرژيجنبشيآشفتگي 51

3-2-6-3-3-مدلدومعادلهايK-ε 52

3-2-6-3-4-مدلRNG 52

3-2-6-3-5-مدلشبيهسازيگردابههايبزرگ 52

3-2-6-3-6-مدلآبشستگيرسوب 53

3-3-روششبیه‌سازیسدپاره‌سنگیبااستفادهازمدلFlow-3D 54

3-3-1- ایجادفضایکاری 54

3-3-2- تعریفشرایطفیزیکیحاکمبرشبیهسازی 55

3-3-3- ایجادهندسهسدپاره‌سنگی 55

3-3-4- تعریفشبکهحلمناسب 57

3-3-5-تعیینشرایطمرزیواولیه 57

3-3-6- تنظیموتولیدخروجیهایموردنظر 58

3-3-7-آنالیزاستقلالازشبکه 59

3-3-8-پارامترهایموردبررسیدرمدلعددی 64

3-3-9-جمع‌بندی 64

فصل 4بررسیصحتعملکردمدلFlow-3Dوارزیابیدقتنتایج 65

4-1-مقدمه 66

4-2-بررسیصحتعملکردمدلFlow-3Dدرشبیه‌سازیسدپاره‌سنگی 67

4-3-بررسیوضعیتمیدانفشاردرجهاتافقیوعمودیبرایحالاتمختلفطولهندسهسدپاره‌سنگی 74

4-4-بررسیوضعیتهدهیدرولیکیدرطولتاجسدپاره‌سنگی 76

4-5-بررسیتوزیعسرعتدرونبدنهسدپاره‌سنگی 78

4-6-بررسیوضعیتخطوطجریاندو‌بعدیدرراستایافقیوقائمسدپاره‌سنگی 79

4-7-بررسیوضعیتپروفیلعددفروددربدنهسدپارهسنگی 83

4-8-بررسیمیزانانرژیآشفتگیدربدنهسدپاره‌سنگی 85

4-9-بررسیومقایسهخصوصیاتهیدرولیکیدرمحیطمتخلخلونفوذناپذیر 88

4-10-مقایسههیدروگرافخروجیدرسدهایپاره‌سنگیونفوذناپذیر 94

فصل 5 خلاصهنتایجوپیشنهاد‌ها 95

5-1-مقدمه 96

5-2-نتیجه‌گیری 96

5-3-نتایجشبیه‌سازیسدپاره‌سنگی 97

5-4-اهمنتایج 97

5-5-پيشنهادها 99

فهرستمراجع 100

فهرست اشکال

شکل (2-1) اجزاءمعادلهانرژيدرجريانيکبعديازيکمجرايمتخلخلدرشتدانه(Hansen and Rizwanul, 2002) 17

شکل (2-2) ترکيبيکسنگ‌ریزدره‌اي 19

شکل (2-3) مقطععرضیموج‌شکنGela 30

شکل (2-4)مقطععرضیموج‌شکنSant Erasmo 30

شکل (2-5) آرایشمش‌بندیموج‌شکنمتخلخل 31

شکل (2-6) هندسهموج‌شکنمتخلخل 32

شکل (2-7) مقادیرسرعتدرراستایمحورX 33

شکل (2-8) نتایجحاصلازشبیه‌سازیموجشکنمتخلخلدرنرم‌افزارFLOW-3D 33

شکل (2-9) اشکالهندسیبکاربردهشدهدرلایهمحافظموج‌شکن 34

شکل (2-10) شبکه‌هایمشموج‌شکن 34

شکل (2-11) انرژیجنبشیدرمشمحلی 35

شکل (2-12)مقایسهمحیطخاکوسنگ‌دانهدرموج‌شکن 35

شکل (2-13) مقادیرسرعتدراندازهمش‌هایمختلف 36

شکل (2-14) تأثیراندازهمشبرگسترشموجآب 36

شکل (3-1) پیاده‌سازی‌کانالآزمایشگاهیدرمدلFlow-3D 56

شکل (3-2) هندسهسدپاره‌سنگیدرمدلFlow-3D 56

شکل (3-3) شرایطمرزی 57

شکل (3-4) تأثیرتغییراندازهمشبرسرعتعرضیدرمقطععرضیسدپاره‌سنگی 61

شکل (3-5) تأثیرتغییراندازهمشبرسرعتطولیدرمقطععرضیسدپارهسنگی 62

شکل (3-6) تأثیرتغییراندازهمشبرپروفیلجریانروگذردرسدپارهسنگی 62

شکل (4-1)مقایسهاعماقآببالادستدرمدلعددیوآزمایشگاهیبرایزاویهشیروانی 45 درجه 70

شکل (4-2)مقایسهاعماقآببالادستدرمدلعددیوآزمایشگاهیبرایزاویهشیروانی 90 درجه 70

شکل (4-3) مقایسهپروفیلجریانعبوریازرویتاجسددرمدلعددیوآزمایشگاهیبرایطول 110 سانتی‌مترومقطعمستطیلیسدپاره‌سنگی 72

شکل (4-4) مقایسهپروفیلجریانعبوریازرویتاجسددرمدلعددیوآزمایشگاهیبرایطول 90 سانتی‌مترومقطعمستطیلیسدپاره‌سنگی 72

شکل (4-5) مقایسهپروفیلجریانعبوریازرویتاجسددرمدلعددیوآزمایشگاهیبرایطول 70 سانتی‌مترومقطعمستطیلیسدپاره‌سنگی 73

شکل (4-6) تغییراتفشارازسدپاره‌سنگیدرطول 110 سانتی‌مترومقطعمستطیلی 74

شکل (4-7) تغییراتفشارازسدپاره‌سنگیدرطول 110 سانتی‌مترومقطعذوزنقه‌ای 74

شکل (4-8) تغییراتفشارازسدپاره‌سنگیدرطول 90 سانتی‌مترومقطعمستطیلی 75

شکل (4-9) تغییراتفشارازسدپاره‌سنگیدرطول 90 سانتی‌مترومقطعذوزنقه‌ای 75

شکل (4-10) تغییراتفشارازسدپاره‌سنگیدرطول 70 سانتی‌مترومقطعمستطیلی 75

شکل (4-11) تغییراتفشارازسدپاره‌سنگیدرطول 70 سانتی‌مترومقطعذوزنقه‌ای 76

شکل (4-12) هدهیدرولیکیسدپاره‌سنگیX=110cm 77

شکل (4-13) هدهیدرولیکیسدپاره‌سنگیX=90cm 77

شکل (4-14) هدهیدرولیکیسدپاره‌سنگیX=70cm 78

شکل (4-15) توزیعسرعتشبیه‌سازی‌شدهدرراستایافقی 78

شکل (4-16) توزیعسرعتشبیه‌سازی‌شدهدرراستایقائم 79

شکل (4-17) توزیعسرعتشبیه‌سازی‌شدهدرراستایعرضفلوم 79

شکل (4-18) خطوطجریاندرسدپاره‌سنگیبامقطعمستطیلیوطول 110 سانتی‌متر 81

شکل (4-19) خطوطجریاندرسدپاره‌سنگیبامقطعذوزنقه‌ایوطول 110 سانتی‌متر 81

شکل (4-20) خطوطجریاندرسدپاره‌سنگیبامقطعمستطیلیوطول 90 سانتی‌متر 81

شکل (4-21) خطوطجریاندرسدپاره‌سنگیبامقطعذوزنقه‌ایوطول 90 سانتی‌متر 82

شکل (4-22) خطوطجریاندرسدپاره‌سنگیبامقطعمستطیلیوطول 70 سانتی‌متر 82

شکل (4-23)خطوطجریاندرسدپاره‌سنگیبامقطعذوزنقه‌ایوطول 70 سانتی‌متر 82

شکل (4-24)خطوطجریاندرسدپاره‌سنگیدرحالتجریاندرون‌گذرL=70 cm 83

شکل (4-25)خطوطجریاندرحالتدرونوروگذرL=70 cm 83

شکل (4-26) پروفیلعددفروددرX=110 cm 84

شکل (4-27) پروفیلعددفروددرX=90 cm 85

شکل (4-28) پروفیلعددفروددرX=70 cm 85

شکل (4-2)تغییراتانرژیآشفتگیدربدنهسدپاره‌سنگیبامقطعمستطیلیX=110 cm 86

شکل (4-30) تغییراتانرژیآشفتگیدربدنهسدپاره‌سنگیبامقطعذوزنقه‌ایX=110 cm 86

شکل (4-31) تغییراتانرژیآشفتگیدربدنهسدپاره‌سنگیبامقطعمستطیلیX=90 cm 87

شکل (4-32) تغییراتانرژیآشفتگیدربدنهسدپاره‌سنگیبامقطعذوزنقه‌ایX=90 cm 87

شکل (4-33) تغییراتانرژیآشفتگیدربدنهسدپاره‌سنگیبامقطعمستطیلیX=70 cm 88

شکل (4-34)تغییراتانرژیآشفتگیدربدنهسدپاره‌سنگیبامقطعذوزنقه‌ایX=70 cm 88

شکل (4-35)مقایسهعمقآببالادستدرسازهنفوذناپذیرومتخلخلβ=45 90

شکل (4-36)مقایسهعمقآببالادستدرسازهنفوذناپذیرومتخلخلβ=90 90

شکل (4-37)پروفیلجریاندرسازهنفوذناپذیرومتخلخلQ=16 lit/sوL=110 cm 91

شکل (4-38)پروفیلجریاندرسازهنفوذناپذیرومتخلخلQ=12 lit/sوL=110 cm 91

شکل (4-39)پروفیلجریاندرسازهنفوذناپذیرومتخلخلQ=6 lit/sوL=110 cm 91

شکل (4-40)پروفیلجریاندرسازهنفوذناپذیرومتخلخلQ=16 lit/sوL=90 cm 92

شکل (4-41)پروفیلجریاندرسازهنفوذناپذیرومتخلخلQ=12 lit/sوL=90 cm 92

شکل (4-42)پروفیلجریاندرسازهنفوذناپذیرومتخلخلQ=6 lit/sوL=90 cm 92

شکل (4-43)پروفیلجریاندرسازهنفوذناپذیرومتخلخلQ=16 lit/sوL=70 cm 93

شکل (4-44)پروفیلجریاندرسازهنفوذناپذیرومتخلخلQ=12 lit/sوL=70 cm 93

شکل (4-45)پروفیلجریاندرسازهنفوذناپذیرومتخلخلQ=6 lit/sوL=70 cm 93

شکل (4-46) مقایسههیدروگرافخروجیسازهنفوذناپذیرومتخلخل 94

فهرست جداول

جدول (3-1) مشخصاتسدپاره‌سنگی 56

جدول (3-2)مشخصاتمشبندیبرایتعدادسلول 700000 60

جدول (3-3) مشخصاتمش‌بندیبرایتعدادسلول 750000 60

جدول (3-4) مشخصاتمش‌بندیبرایتعدادسلول 800000 60

جدول (3-5) مشخصاتمش‌بندیبرایتعدادسلول 850000 61

جدول (3-6) تعدادسلولباتغییرطولهندسه 63

جدول (4-1) مشخصاتعمقآببالادستمدلعددیوآزمایشگاهیبرایزاویهشیروانی 45 درجه 68

جدول (4-2) مشخصاتعمقآببالادستمدلعددیوآزمایشگاهیبرایزاویهشیروانی 90 درجه 69

جدول (4-3) مقادیرRMSEوR2اعماقبالادستدرمدلعددیوآزمایشگاه 71

جدول (4-4) مقادیرRMSEوR2اعماقبالادستدرمدلعددیوآزمایشگاه 73

جدول (4-5) مقایسهعمقآببالادستدرسازهنفوذناپذیرومتخلخل 89

1 دیدگاه برای دانلود پروژه:شبیه‌سازی سه‌بعدی جریان در محیط‌های متخلخل سد پاره‌سنگی  با استفاده از مدل Flow-3D Three-dimensionalsimulation offlowinRockfill dams using Flow-3D

  1. oxybutynin senza ricetta medica in Svizzerar

    Simply needed to stress I am grateful that i happened on the internet page! meloxicam senza prescrizione Emilia-Romagna, Italia

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo