انتخاب صفحه

مقدمه:
بطور کلی سر ریزها برای تخلیه آب مازاد یا سیلاب که حجم مخزن قادر بـه ذخیـره آن نباشـد تعبیـه می گردند. در س دهای انحرافی نیز از سر ریز جهت پای پس یا انحراف جریان مازاد بر ظرفیت سیـستم استفاده می شود. تخریب بسیاری از سدها بدلیل طراحی نادرست یا کافی نبودن ظرفیـت سـر ریـز بـه وقوع می پیوندد. طراحی صحیح سر ریز در سدهای خاکی ، سنگریزه ای ، نسبت بـه سـدهای بتنـی از اهمیت بیشتری برخوردار است.
معمولاً سر ریزها را حسب مهمترین مشخصه آنان تقسیم بندی می کنند. ایـن مشخـصه مـی توانـد در رابطه با سازه کنترل، کانال ت خلیه و یا هر عضو دیگر آن باشد . بر حسب اینکه سر ریز مجهز به دریچـه و فاقد آن باشد، به ترتیب با نام های سر ریـز کنتـرل دار و یـا سـرریزهای بـدون کنتـرل بـاز شـناخته می شوند.
نوع سر ریزها معمولاً با عناوین اوجی ، جانبی ، شوت ، نیلوفری ، سیفونی مشخص می شود.
در این ت حقیق به بسط و گسترش مدل فیزیکی و عددی سر ریز سیفونی پرداخته می شـود و دلیـل آن را هم می توان توجه کمتر محققین به این نوع سازه دانست.
حسن عمده سر ریز سیفونی در این است که با افزایش جزئی سطح آب بالا دست میتواند دبـی کامـل را از خود عبور دهد . حسن دیگر این نوع س ر ریزها در خود کار بودن و عملکرد خوب آنها، بدون نیاز به وسایل مکانیکی یا وسایل محرک است . علاوه بر هزینه سنگین، در مقایـسه بـا سـایر سـر ریزهـا ، سـر ریزهای سیفونی دارای معایبی هستند که موارد زیر از آن جمله است:
1- قادر نیستند یخ و مواد زائد را از خود عبور دهند.
2- امکان دارد سیفون و یا لوله هوا دهی توسط شاخ و برگ درختان بسته شود.
3- ممکن است قبل از صعود سطح مخزن تا تاج سیفون، آب در داخل مجرای فوقـانی و مجـرای هـوا دهی یخ ببندد و جلوی عمل سیفون را بگیرد.
4- امکان دارد در نتیجه تغییرات ناگهانی شروع و توقف عمل سیفو ن جریان خروجـی بـه طـور سـریع قطع و وصل شود و یا به صورت امواج به رودخانه بریزد . این عمل سبب ایجاد نوسـانهای ناخواسـته در تراز پایاب رودخانه خواهد شد.
5- اگر از یک سیفون تنها استفاده شود، ممکن است به هنگام کار سیفون، دبی جریان خروجی از دبی جریان ورودی به مخزن ب یشتر شود . برای جلوگیری از این رویداد، می توان از چندین سیفون کـوچکتر استفاده گردد . در این صورت، لازم است مجرای هوا دهی آنهـا طـوری تنظـیم گـردد کـه بـا افـزایش تدریجی سطح آب مخزن، تعداد بیشتری از سیفونها وارد عمل شوند.
6- ارتعاشات در این نوع سر ریزها ، در مقایسه با سایر انواع سرریز بیشتر اسـت . لـذا لازمـه اسـتفا ده از آنها، داشتن فونداسیونی است که بتواند ارتعاشات را تحمل کند.
همانند سایر انواع سر ریزها که دارای مجاری تخلیه سر پوشیده هستند، یکی از عمده ترین عیـوب سـر ریزهای سیفونی عدم توانایی آنها در تخلیه جریانهای بزرگ تر از سیل طرح برای افزایش معمـول سـطح آب مخزن است . زیرا با تجاوز سطح آب مخزن از ارتفاع طرح سر ریز، تغییـرات دبـی جریـان خروجـی قابل توجه نخواهد بود . در نتیجه می توان گفت که انتخاب سر ریز سیفونی، به عنوان سر ریز اصلی ، بـه همراه یک سرریز اضطراری و یا کمکی می تواند انتخاب معقولی باشد.
در این تحقیق به بررسی تاثیر نوع خروجی جریان بر روی میزان دبی سرریزهای سیفونی با اسـتفاده از مدل ریاضی CFD ونرم افزار Fluent پرداخته شده است.

فهرست مطالب

چکیده………………………………………………………………………………….. 13
مقدمه  ………………………………………………………………………………… 14

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل اول : کلیات

هدف از این تحقیق بررسی تاثیر ن وع خروجـ ی جریـان (آزاد و مـستغرق ) بـر ر وی میـزان دبـی سـرریزهای سیفونی بوده است.از آنجایی که ساخت مدلهای فیزیکی در آزمایشگاه مستلزم صرف وقت، هزینـه و انتخـاب مقیـاس مناسـب می باشد و از آنجا که کامپیوتر با داشتن قابلیت بالا در انجام محاسبات و صـرف زمـان کمتـر مـی توانـد د ر بسیاری زمینه ها مورد استفاده قرار گیرد و با توجه به کارا بودن آن در زمینه دینامیک سـیالات محاسـباتی CFD می توان مدلهای ریاضی را به عنوان جایگزینی برای مدلهای فیزیکی بکار گرفت، در این تحقیـق بـه بررسی و کنترل این مطلب با استفاده از نرم افزار Fluent پرداخته شده است.و در نهایت نتایج حاصل با نتایج بدست آمده از آزمایشگاه مقایسه گردید تا بتوان اطمینان کافی جهت کـارا بودن این روش بدست آورد.

1 -2)پیشینه تحقیق:
سر ریزها ی سیفونی به خاطر خود کار نبودن و عملکرد خوب آنها، بدون نیاز به وسایل مکـانیکی یـا وسـایل محرک و توانایی آنها در عبور کامل دبی با افزایش جزئی سطح آب بالا دسـت در بـسیاری از سـدها کـاربرد دارند.جریان در سرریزهای سیفونی می تواند به دو صورت آزاد و تحت فشار مورد بررسـی قـرار بگیـرد . در حالـت آزاد سرریز همانند سرریز اوجی عمل می کند اما در حالت تحت فشار به حالت روزنـه در آمـده کـه قـوانین مجاری تحت فشار روی آن حاکم خواهد بود، عمل سیفون از موقعی شروع می شود کـه هـوای داخـل خـم بالای تاج از بین برود . وجود یک مجرای هواده در سرریز سیفونی می تواند موجب تنظیم سطح تـراز نرمـال مخزن و تنظیم دبی خروجی از مخزن باشد.کاویتاسیون هنگامی آغاز می شود که فشار منفی به حدود یک اتمـسفر برسـد و فـشار مطلـق بـاقی مانـده حدود فشار بخار آب گردد . برای جلوگیری از ایجاد کاویتاسون در سطح لوله، حـداقل فـشار مطلـق بایـد تـا حدودی بالاتر از فشار بخار آب باشد.آنالیز جریان روی سرریزها یکی از مـسایل مهـم مهندسـی مـی باشـد . بـا پیـش رفت هـای اخیـر در زمینـه مدلسازی های ریاضی برای حل معادلا ت جریان سیال روی سرریزها ، امروزه مهندسین با تصمیم گیـری د ر انتخاب نوع متد برای ارزیابی نمو دن و طراحی کردن سرریز مواجه هـستند . انتخـاب مـدل فیزیکـی ، مـدل ریاضی یا انترپوله کردن اطلاعات و استفاده از منحنی های USACEیا USBR. امروزه بـه منظـور سـرعت بخشیدن محاسبات و طراحیها و صرف هزینه کمتر استفاده مدلهای ریاضی از جملـه CFDکـاربرد وسـیعی را در مدلسازی های هیدرولیکی پیدا کرده اند.معمولاً در روشهای عددی مسائل بصورت سعی و خطا و با تکرار زیاد حل می شوند. بدیهی است که انجـ ام این کار تنها با استفاده از کامپیوتر امکان پذیر است . پیـشرفت تکنیکهـای حـل عـددی و گـسترش دامنـه کاربرد آن برای مسائل پیچیده تر با پیشرفت فناوریهای سخت افزاری و نـرم افـزاری ارتبـاطی مـستقیم د ارد. استفاده از ابرکامپیوترها در شبیه سازی عددی، این امر را برای ما ممکن ساخته است.(1965) Cassidy با استفاده از تئوری پتانسیل جریان توانست مـسائل سـطح آزاد و فـشار تـاج سـرریز را حل کند و همخوانی خوب نتایج را با نتایج آزمایشکاه به اثبـات برسـاند . (2001)Assy بـا اسـتفاده از روش اجزا محدود شبیه سازی جریان روی سرریزها را انجام داده است. (1999)Song , Zhou اثـر هندسـه روی سطح آزاد جریان را روی تونل سرریز بررسی کردند. Oslen, Kjellesvig (1998) جریـان روی سـرریز را به صورت دو بعدی و سه بعدی برای شرایط هندسی مختلف مدلسازی ریاضـی کردننـد و معـادلات نـ اویر-استوکس را با مدل آشفتگی مدلسازی کردند.Jean, Mazen(2004) بـه بررسـی سـطح آزاد سـیال بـرای چندین هد جریان با استفاده از روش المان محدود و حل معـادلات نـاویر – اسـتوکس بـا مـدل آشـفتگی .. پرداختند. محققان دیگری با استفاده از روش المان محدود توانستند به نتایج و راه حل های بهتـری دسـت یابند.

° 1-1) هدف ……………………………………………………………………………  17
° 1-2)پیشینه تحقیق………………………………………………………………….   18
° 1-3)روش کار و تحقیق ………………………………………………………………  21

فصل دوم: سرریزها و هیدرولیک جریان در سرریزهای سیفونی

 

2-1)سرریزها   …………………………………………………………………………….21
2-2)انتخاب سیل ورودی طرح  …………………………………………………………. 22
2-3)رابطه ظرفیت سرریز و گنجایش مخزن  …………………………………………… 23
2-4)انتخاب نوع و ظرفیت سرریز ………………………………………………………..  24
2-5)انتخاب طرح اولیه سرریز  …………………………………………………………… 25
2-6)مولفه های سریز ……………………………………………………………………  26
2-6-1)تاسیسات کنترل…………………………………………………………………   26
2-6-2)کانال تخلیه ……………………………………………………………………….  27
2-6-3)تاسیسات نهایی …………………………………………………………………  28
2-6-4)آبراهه ورودی و خروجی …………………………………………………………  29
2-7)انواع سرریزها ……………………………………………………………………….  30
2-8)سرریزهای سیفونی ………………………………………………………………  31
2-9)هیدرولیک سرریزهای سیفونی ………………………………………………….  34
2-10)مراحل پیشنهادی در طراحی …………………………………………………..  38
2-11)سیفون با آب سیاه  …………………………………………………………….. 42
2-12)سیفون با آب سفید ………………………………………………………………. 44

فصل سوم : مدل فیزیکی

منظور از مدل فیزیکی و هیدرولیکی، ساخت نمونه ای از طرح واقعی ولی با ابعاد کـوچکتر اسـت، بطوریکـه رفتارهای هیدرولیکی، دینامیکی در نمونه منطبق با اصل باشـد . مـسلماً مـدلهای فیزیکـی – هیـدرولیکی در مقایسه با مدلهای ریاضی دارای مزایای کمتری می باشند ولی از آنجا که رفتار هیدرولیکی در مدل فیزیکـی به اصل شباهت بیشتری دارد و جریانهای سه بعدی را می توان به راحتی مدل کرد، هنوز مدلهای فیزیکـی – هیدرولیکی در علم هیدرولیک کاربرد وسیعی دارند . علاوه بر این بسیاری از پدیـده هـای هیـدرولیکی دارای آن چنان پیچیدگی هستند که روابط ریاضی حاکم یا پیچیده هستند یا حل آنها هنوز امکـان پـذیر نبـوده، در نتیجه مدل ریاضی برای حل آنها در حال حاضر وجود ندارد. امروزه برای بررسی پدیده های هیدرولیکی زیر از مدلهای فیزیکی- هیدرولیکی استفاده می شود:
1- بررسی الگوی جریان در سازه های هیدرولیکی، نظیر سدهای انحرافی، آبگیرها، دریچهها، سر ریزها.
2- بررسی فشار و سرعت جریان در سازه های هیدرولیکی، بخصوص دریچه ها، لولـه هـا، تونلهـا، سـر ریزهـا، شوتها
3- بررسی میزان دبی عبوری و استخراج رابطه دبی- اشل در سر ریزها و آبگیرها.
4- بررسی وضعیت استهلاک انرژی و ابعاد سازه های مستهلک کننده انـرژی در پـایین دسـت سـر ریزهـا و دریچه ها
5- بررسی الگوی حرکت مواد رسوبی به طرف آبگیرها و دریچه های لجن کش
6- تعیین ابعاد سازه های هیدرولیکی برای خروج مواد رسوبی بار بـستر و بـا بـار معلـق نظیـر لجـن کـشها، لوله های گردابی، گالری خروجی مواد رسوبی، حوضچه های ته نشینی.
7- استخراج معادلاتی برای تعیین میزان آب شستگی در اطراف و یا پایین دست سازه های هیدرولیکی.
8- تعیین مشخصات و ابعاد سازه های سواحل
9- تعیین مشخصات و ابعاد سازه های کنترل سیل در رودخانه ها و سازه های حفاظت سواحل رودخانه ها.
10- بررسی وضعیت و مشخصات پمپها و توربینها و بررسی عوامل هیدرولیکی نظیر ضربه قوج.
11- بررسی الگوی جریان در اطراف کشتیها، قایقها، هواپیماها و غیره.
بطور کلی قبل از اجرای مدل فیزیکی – هیدرولیکی از یک پدیده یا سـازه خاصـی بایـد در خـصوص میـزان مقیاس مدل، و ی ا میزانی که اصل باید کوچک شود تصمیم مناسبی اتخاذ کرد. بدیهی اسـت مـدل هـر چـه بزرگتر باشد ضمن اینکه نتایج حاصله از دقت بیشتر برخوردار بوده، سـاخت و اجـرای آن مـستلزم هزینـه و امکانات بیشتری خواهد بود . در حالیکه نتایج حاصله از مدل بـا مقیـاس بزرگتـر (نمونـه کـوچکتر ) از دقـت کمتری برخوردار می باشد، ولی هزینه اجرای مدل به مراتب کمتر است . لذا انتخاب مقیاس مدل بستگی بـه اهمیت پدیده و دقتی دارد که از نتایج مدل انتظار می رود.
در مدلهای فیزیکی – هیدرولیکی آنچه که اهمیت دارد . اندازه گیری دقیـق متغیرهـای لازم مـی باشـد . دقـت اندازه گیری بستگی به اهمیت مسأله دارد و در نتیجه در مدلهای مهم برای اندازه گیری پارامترهـا از وسـایل الکترونیکی و یا لیزری استفاده می شود. امروزه به منظور جلوگیری از خطاهای اندازه گیری چـشمی، وسـایل اندازه گیری به کامپیوتر اتصال یافته و این متغیرها بصورت لحظه ای در حافظه کامپیوتر ذخیره مـیگردنـد و در هر زمان می توان با استفاده از نرم افزارهای جانبی ، داده ها و نتایج مورد نظـر را بـه صـورت ترسـیمی یـا جدول استخراج کرد.

3-1)مقدمه ای کوتاه در زمینه ساخت مدلهای فیزیکی و هیدرولیکی……………..  48
3-2-1)تشابه هندسی ………………………………………………………………….  49
3-2-2)تشابه سینماتیک  ……………………………………………………………….. 49
3-2-3)تشابه دینامیک  …………………………………………………………………… 50
3-3)مشخصات هندسی فلوم ساخته شده در آزمایشگاه  ………………………….. 52
3-4)مدل فیزیکی  ………………………………………………………………………… 53
3-5)نرخهای جریان در مدل فیزیکی  ……………………………………………………. 54
3-6)قرائت ارتفاع مخزن و پایاب برای هر دبی  …………………………………………. 55
3-7)تعیین ضریب دبی در مدل فیزیکی ………………………………………………….  57
3-8)پارامترهای موثر جریان در سرریز سیفونی ………………………………………..  58
3-9)نتیجه گیری…………………………………………………………………………..   60

فصل چهارم : مدل عددی(Fluent)

جنبه فیزیکی پدیـده انتقـال در ابعـاد ماکروسـکوپی، بـا اسـتفاده از قـوانین حرکـت نیـوتن و اصـول اساسی قوانین بقـای جـرم ، مـ ومنتم، انـرژی و گونـه هـای شـیمیای ی قانونمنـد شـده اسـت . براسـاس طبیعــت مــسئله و کمیتهــای مــورد نظــر، ایــن مفــاهیم اساســی را مــی تــوان بــصورت معــادلات جبری، دیفرانسیلی و یا انتگرالی بیان نمود. شبیه سـازی عـددی از جملـه تکنیکهـایی اسـت کـه معـادلات انتقـال حـاکم را بـا معـادلات جبـری جایگزین کـرده و یـک توصـیف عـددی از پد یـده هـا را در فـضا و یـا دامنـه هـای محاسـباتی فـراهم مــی کنــد. صــرفنظر از طبیعــت مــسئله شــبیه ســازی عــددی مــستلزم داشــتن مهــارت کــافی در زمینه های مربوطه از جمله محاسبات عددی می باشد.
تمــام مهندســان از یکــی از ســه روش تجربــی، حــل دقیــق و حــل عــددی بــرای یــافتن مقــادیر کمیتهای مسائل تعر یـف شـده اسـتفاده مـی کننـد . شـبیه سـازی عـددی روشـی مناسـب بـرای ارائـه کمیتهای معـادلات انتقـال مـی باشـد . معمـولاً در روشـهای عـددی مـسائل بـصورت سـعی و خطـا و با تکرار بسیار زیاد حـل مـی شـود . بـدیهی اسـت کـه انجـام ایـن کـار تنهـا بـا اسـتفاده از کـامپیوتر امکــان پــذیر اســت. پیــشرفت تکنیکهــای حــل عــددی و گــسترش دامنــه کــاربرد آن بــرای مــسائل پیچیده تر بـا پیـشرفت فناوریهـای سـخت افـزاری و نـرم افـزاری ارتبـاطی مـستقیم دارد . اسـتفاده از ابرکامپیوترها و در شبیه سازی عددی، مثال بارزی برای اثبات این ادعا است.
4 -1 -1 تاریخچه در انتهای قرن بیستم توسعه فـرم معـادلات بـ رای حـل دقیـق بـه بلـوغ نـسبی رسـید . امـا مـشخص شد که هنـوز معـادلات بیـشماری از مـسائل طبیعـی وجـود دارد کـه حـل کـردن آن بطـور تحلیلـی غیر ممکن است . این موضـوع باعـث پیـدایش و توسـعه راهکارهـای حـل نیمـه دقیـق از یـک طـرف و شـبیه ســازی عــددی (حــل عــددی) از طــرف دیگــر شـد . تکنیکهــای حــل نیمــه دقیــق کــه بطــور گــسترده در دینامیــک ســیالات بکــار گرفتــه مــی شــود، در مــواردی نظیــر روشــهای اغتــشاشی، تقریــب تــشابه، روش انتگرالــی بــرای محاســبه لایــه مــرزی و همچنــین روش مشخــصه هــا در جریانهای تـراکم پـذیر غیـر لـزج کـاربرد دارد . در مقابـل تکنیکهـای حـل عـددی بـرای حـل مـسائل میدان جریان بکار می رود.

4-1)مقدمه   ………………………………………………………………………………. 63
4-1-1)تاریخچه   ……………………………………………………………………………..63
4-1-2)CFD چیست ……………………………………………………………………….  66
4-1-3)نقش CFD در دنیای فناوری مدرن امروزی ………………………………………  68
4-1-4)نرم افزارهای CFD مبتنی بر روش تفاضل محدود  ……………………………… 69
Fluent(2-4ا ………………………………………………………………………………… 69
4-2-1)نگاهی گذرا به چگونگی استفاده از نرم افزار Fluent ا …………………………. 71
4-2-2)چگونگی شبیه سازی جریان به روشCFD ا ……………………………………… 72
4-2-3)تعریف محدوده محاسباتی………………………………………………………….   73
4-2-4)تعریف شبکه جریان ………………………………………………………………….  73
4-2-5)فراخوانی فایل ورودی و بررسی شبکه تولید شده  …………………………….. 74
4-2-6)انتخاب حلگر مناسب  ………………………………………………………………. 76
4-2-7)مدلسازی فیزیکی …………………………………………………………………..  76
4-2-8)تعیین خصوصیات سیال …………………………………………………………….. 77

4-2-9)تعیین شرایط مرزی اولیه …………………………………………………………..  78
4-2-10)گزینش الگوریتم حل سرعت-فشار ………………………………………………. 79
4-2-10-1)الکوریتم Simple ا  ………………………………………………………………. 80
4-2-10-3)الگوریتم Piso ر  ………………………………………………………………….. 81
4-2-11)تعیین پارامترهای آنالیز عددی  ……………………………………………………. 83
4-2-12)آنالیز جریان …………………………………………………………………………  83.
4-3)نتایج حاصل از مدل Fluent  ا  ………………………………………………………… 83
4-3-1)فشار …………………………………………………………………………………. 83
4-3-2)سرعت ………………………………………………………………………………. 101
4-3-3)تغییرات پارامتر Q  ا ………………………………………………………………….101
13 4-3-4)عدد رینولدز …………………………………………………………………….  103
4-3-5)تاثیر استغراق خروجی  …………………………………………………………… 103
4-4)نتایج …………………………………………………………………………………….. 104

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل پنجم :مقایسه مدل فیزیکی و عددی

به طو ر کلی مدل (خواه فیزیکی، خواه عددی ) یک شبیه سازی از محیط واقعـی مـی باشـد تـا شـرایط حاکم بر پدیده های مورد مطالعه، شناخته شود . همچنین می توان حالتهای خاصی را کـه امکـان وقـوع آن در طبیعت وجود دارد بر مدل تحمیل نمود و رفتار آنرا مـورد سـنجش قـرار داد . بنـابراین مـدل را می توان ابزاری برای پیش بینی و تصمیم گیری دانست.
هدف از اجرای این تحقیق، ساخت مدل عددی سر ریز سیفونی و مقایـسه نتـایج حاصـل آن بـا نتـایج آزمایشگاهی همین مدل تحت شرایط یکسان محیطی (شرایط یکسان محیطـی (شـرایط هیـدرولیکی ) می باشد، در علم هیدرولیک سیالات مدلهای فیزی کی کاربرد وسیعی را دارا می باشـند . هزینـه سـاخت، اجرا و انجام آزمایشات در این حالت بسیار بالا است و زمان زیادی نیز صرف میگردد . لازم به ذکر است که در مدلهای فیزیکی شرایط نادر محیطی نظیر ماکزیمم سیل در یک مخزن سد قابل شـبیه سـازی و تحقیق نمی باشد. در صورتیکه در م دلهای عددی با هزینه و زمان کمتر هر گونه شرایطی قابـل تعریـف می باشد. در این فصل پارامترهایی نظیر ضریب دبی و فشار بر روی سر ریـز سـیفونی در هـر دو حالـت فیزیکی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است که در ادامه به تفصیل تشریح می گردد.

5-1)مقدمه  …………………………………………………………………………………. 106
5-2)مدل فیزیکی  …………………………………………………………………………… 106
5-2-1)نرخهای جریان در مدل فیزیکی  …………………………………………………… 106
5-2-2)تامین استغراق خروجی سرریز  ………………………………………………….. 107
5-2-3)تعیین ضریب دبی در مدل فیزیکی  ……………………………………………….. 108
5-2-4)مقایسه ضریب دبی در حالت تحت فشار با خروجی آزاد ……………………..  108
5-2-5) تغییرات ضریب دبی در حالت تحت فشار با خروجی مستغرق……………….  108
5-3)مقایسه فشارها در حالت فیزیکی و عددی ……………………………………….  109
5-3-1)تغییرات فشار بر روی سرریز ……………………………………………………..  109
5-3-)بررسی نتایج بدست آمده ………………………………………………………….. 127

فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات

° نتیجه گیری………………………………………………………………………………   129
° پیشنهادات  ……………………………………………………………………………….. 131
منابع و ماخذ………………………………………………………………………………….. 132
فهرست منابع فارسی………………………………………………………………………  132
فهرست منابع لاتین …………………………………………………………………………  133
چکیده انگلیسی …………………………………………………………………………….  135

فهرست جد ول ها

2-1 : فشار منفی مجاز در مجراهای با جریان پر …………………………………………  34
3-1:محل قرارگیری پیزومترها ………………………………………………………………  52
3-2:تعیین ارتفاع میانگین آب در پشت سرریز  …………………………………………….. 55
3-3: تعیین ارتفاع میانگین آب در پشت سرریز از تاج  ……………………………………. 55
3-4:تعیین ضریب دبی سرریز در حالتی که سرریز آزاد کار می کند………………………  56
3-5: تعیین ضریب دبی سرریز در حالتی که سرریز پر کار می کند  ………………………. 57
3-6: پارامترهای موجود در سرریز سیفونی ………………………………………………….. 58
3-7: پارامترهای جریان در سرریز سیفونی  ……………………………………………………59
4-1: شرایط سیال در مدل سرریز سیفونی…………………………………………………….  76
4-2: شرایط مرزی در مدل سرریز سیفونی تحت فشار ………………………………………  77
4-3: مقادیر سرعت……………………………………………………………………………….  78
83-4-4 تا 4-20: میزان فشار به ازای دبی های مختلف………………………………………  99
5-1: دبی عبوری از سرریز و تراز مخزن ……………………………………………………….. 106
109-5-2 تا 5-18 : مقایسه مقادیر فشار در آزمایشگاه با Fluent ا ………………………….152

فهرست نمودارها

83-4-1 تا 4-17: نمودار فشار به ازای دبی های مختلف………………………………………  99
4-18: تغییرات فشار در طول سرریز(جریان آزاد) ………………………………………………. 100
4-19: تغییرات فشار در طول سرریز(خروجی مستغرق) ……………………………………… 101
4-20: تغییرات فشار در طول سرریز(خروجی آزاد)  ……………………………………………. 101
4-21: تغییرات فشار در طول سرریز بر حسب عدد رینولدز…………………………………….  102
109-5-2 تا 5-18: نمودارهای مقایسه ای فشار به ازای دبی های مختلف………………….. 125

فهرست شکل ها

2-1: انواع سرریزهای سیفونی   ………………………………………………………………….. 131
2-2: سرریز سیفونی برای یک سد خاکی کوچک ……………………………………………….. 32
2-3: مشخصات هیدرولیکی لوله پر برای سرریزهای آبرو………………………………………..  33
2-4: سرریز سیفونی با دفلکتور ……………………………………………………………………..  40
2-5: سیفون سد بارخامر …………………………………………………………………………….  42
2-6: چرخه بهره برداری از سیفون…………………………………………………………………..   43
2-7: سیفون با آب سفید ……………………………………………………………………………..  44
2-8: نمونه ای از منحنی های دبی-ارتفاع …………………………………………………………  45
3-1: محل قرارگیری پیزومترها  ………………………………………………………………………. 51
3-2: مشخصات هندسی و تصویر سرریز ساخته شده در آزمایشگاه  ………………………….. 53
4-2: شبکه بندی سرریز سیفونی ………………………………………………………………….  73
4-3: فرم فراخوانی فایل ورودی  ……………………………………………………………………… 73
4-4: انتخاب حلگر ………………………………………………………………………………………. 75
4-5: مدل ویسکوز ……………………………………………………………………………………… 75
4-6: پانل تعیین خصوصیات مواد …………………………………………………………………….. 76

 

ABSTRACT

Early dam structures were designed and built with limited hydrological information. many existing spillway structures are under sized to cope with the revised probable maximum flood levels. Potential problems such as the generation of lifting pressure and cavitations over spillway crest under flood condition will be encountered. Historically, scaled physical model have been constructed in hydraulic laboratories to study these behaviors, but they are expensive, time-consuming and there are many difficulties associated with scaling effects. Nowadays by using computational fluid dynamic (CFD) codes, the behavior of hydraulic structures can be investigated numerically in reasonable time and expense.
This paper describes how the kind of outlet influences on the rate of discharge in two dimensionally in the siphon spillway by the finite element computational fluid dynamics software, FLUENT. The results have been compared with physical model that was constructed in laboratory and placed in a test flume. Pressure taps were installed along the entire length of the spillway and measured data was recorded for different flow condition. The results show that there is a reasonably close agreement between physical model and numerical model.

 


 


مقطع : کارشناسی ارشد

25000تومان

فایل word

35000تومان

قبل از خرید فایل می توانید با پشتبانی سایت مشورت کنید