انتخاب صفحه

مقدمه
بررسی رفتار جریان در رودخانهها توجه به این نکته را ضروری میسازد که رودخانه یک فرایند پویا است و رفتار آن بسته به مشخصههای ریختشناسی رودخانه در حال تغییر میباشد و در نتیجه این تغییرات، شرایط هیدرولیکی رودخانه نیز تحت تأثیر قرار می گیرد. بنابراین لازم است اثر توأم جریان و رسوب به ویژه در رودخانه های ناپایدار مورد توجه قرار گیرد. اغلب جریان های جاری در طبیعت از نوع جریان آشفته می باشند.
در این جریان ها توزیع سرعت، افت انرژی، پخش آلودگی، نیروی برشی کف رودخانه و انتقال رسوب به شدت تحت تأثیر فرایند انتقال آشفتگی قرار میگیرند. همچنین حضور جریانهای آشفته در قوس رودخانهها م یتواند به شکلگیری جریانهای ثانویه منجر شود که نقش بسیار مهمی در مورفولوژی رودخانه و انتقال رسوب ایفا می کنند. از اینرو، تحلیل الگوی هیدرودینامیک جریان آشفته و درک عملکرد رودخانه دارای اهمیت میباشد که از آن جمله میتوان به جلوگیری از رسوبگذاری، تثبیت دینامیکی توپوگرافی رودخانه ،محل احداث سازهها، شناخت ساختار پخش آلودگی و … اشاره نمود.
حرکت های نوسانی و بسیار وابسته به زمان گردابهها در جریان های آشفته ،که تغییـرات آنهـا در مقیـاسهـایکوچک زمانی و مکانی رخ میدهد، موجب شده است که حل عددی این نوع جریان با مشکل نیـاز بـه شـبکههای ظریف محاسبات و نیز گامهای زمانی بسیار کوچک مواجه باشد [8]. معادلات اصلی که الگوی این جریان را تشریح کنند، شناخته شدهاند و روشهایی که این معادلات را به صورت عددی حلکنند، وجـود دارنـد، امـاطولانی بودن زمان محاسبات در کنار توان محدود ابزارهای محاسباتی از عوامل بازدارنده برای انجام محاسبات واقعی به شمار میآیند. بنابراین محاسبات فقط هنگامی میتواند انجام شود که معادلاتی کـه نمـیتواننـد بـهصورت واقعی حل شوند به وسیله یک مدل با تکیه بر سادهسازیها برآورد گردند. در طی چنـد دهـه گذشـتهمدل های عددی مختلفی برای شبیه سازی الگوی جریان و انتقال رسـوب توسـعه داده شـده و مـورد اسـتفادهقرارگرفته اند و بسته به اینکه این مدل ها در مورد جریان های با هندسه ساخته شده توسط بشر اعمال شوند یـااینکه در مورد جریان های با شرایط طبیعی به کار روند، برای دامنه متنوعی از کاربرد ساخته شده اند .
در این تحقیق با انتخاب یک مدل کامپیوتری با قابلیتهای بررسی این پدیده در دو بعد، به شبیه سازی الگوی جریان و تغییرات مورفولوژیک در یک بازه از رودخانه کارون پرداخته م یشود .در این راستا، در فصل اول و دوم به ترتیب کلیات و تحقیقات انجام شده توسط سایر محققان مرور می شود. در فصل سوم مدل مورد استفاده، معادلات بنیادی حاکم بر میدان جریان و انتقال رسوب و روش حل آنها معرفی میشوند. در فصول چهارم و پنجم به ترتیب شبیه سازی و مطالعه الگوی جریان و روند تغییرات مورفولوژی در رودخانه کارون انجام شده و در فصل ششم نتایج و پیشنهادات ارائه می شود .

فهرست مطالب

چکیده ………………………………………………………………………………………………………………… 1
مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………… 2

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

– فصل اول: کلیات

رودخانه ها نسبت به تغییر شرایط جریان و یا مشخصات هندسی که به طور طبیعی و یا مصنوعی ایجاد م یشود، عکس العمل نشان می دهند. به عبارتی هر تغییر در یکی از خصوصیات رودخانه، تغییر در سایر خصوصیات را به همراه دارد و توازن رودخانه را به هم خواهد زد. مورفولوژی شناخت تغییرات مکانی رودخانه در گذر زمان میباشد که این تغییرات حاصل شرایط مختلف نظیر تفاوت در رژیم آبدهی، فرسایش، رسوب گذاری و … م یباشد که از آ نجمله م یتوان به دگرگونیهای هندسی مسیر نظیر تغییر در الگوی آبراهه، جاب هجایی های طولی و عرضی، تشکیل جزایر رسوبی، وقوع میان برها و ..اشاره کرد. مطالعه تغییرات مورفولوژیک رودخانه برای درک شرایط کنونی و پتانسیل تغییرات احتمالی رودخانه در آینده ضروری است و تنها از این طریق میتوان واکنش رودخانه به تغییرات طبیعی و یا اقدامات انسانی را بدست آورد. شکل 1 -1 نمونه ای از تغییرات رخ داده در گذر زمان در یک رودخانه را نشان میدهد.الگوی جریان به دلیل تحولات طبیعی و مصنوعی که در طول رودخانه ایجاد میشود به طور دایم دستخوش تغییرات می شود. اگرچه الگوی جریان در رودخانه ها یک الگوی سه بعدی است و مدل های سه بعدی دقیق م یتوانند الگویی برای جریان آشفته و طبیعت تأثیرگذار آن بر فرایند انتقال رسوب و به تبع آن تغییرات مورفولوژیک رودخانه ها را شبیه سازی کنند؛ اما استفاده از مدل های سه بعدی شبیه ساز الگوی جریان، به علت
حجم محاسبات بالا و محدودیتهای موجود در ابزارهای محاسباتی تا حدودی غیراقتصادی و ناممکن م یباشد. همچنین اغلب مدلهای یک بعدی با وجود سادگی و دارا بودن سرعت بالا در اجرا، از تغییرات زمانی عرض آبراهه صرفنظر میکنند، به این معنی که نمیتوانند فرایند فرسایش و یا رسوبگذاری دیواره رودخانه را در گذر زمان شبیهسازی کنند. بنابراین توجه به مدلهایی معطوف میشود که به شبیهسازی عددی الگوی جریان در دو بعد می پردازند. مدل های عددی دو بعدی تغییرات هندسه جریان را به طور دقیق تر نسبت به مدل های یک بعدی شبی هسازی می کنند و همچنین زمان و حجم محاسبات کمتری نسبت به مدل های سه بعدی اختیار می کنند.از اینرو، مطالعه حاضر بر آن است تا با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و به کارگیری یک مدل عددی دو بعدی (CCHE2D) به شبیهسازی الگوی هیدرودینامیک جریان و تغییرات مورفولوژیک در یک بازه از رودخانه کارون به صورت مطالعه موردی بپردازد. در این راستا، اهداف اولیه این پژوهش را م یتوان در موارد زیر خلاصه نمود:

1-1- هدف ……………………………………………………………………………………………………………. 4
1-2- پیشینه تحقیق…………………………………………………………………………………………………. 5
1-3- شیوه انجام تحقیق …………………………………………………………………………………………… 6

نقشه موقعیت و تصویر هوایی بازه مطالعاتی در رودخانه کارون

نقشه موقعیت و تصویر هوایی بازه مطالعاتی در رودخانه کارون

 

– فصل دوم : مروری بر مطالعات انجام شده توسط سایر محققّاّن

عریض تر شدن مقاطع عرضی، انتقال پلان، تغیییرات تراز ارتفاعی بستر و … در یک رودخانه را می توان نتیجه اندرکنش هیدرودینامیک جریان، انتقال رسوب، فرسایش جداره ها و مورفولوژی بستر دانست. تحلیل رفتاری بسیاری از این پدیده ها به ویژه در رودخانه هایی که شامل میدان های با طبیعت هندسی پیچیده می باشند اغلب دشوار است. دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) که تحلیل میدانهای جریان و پدیدههای حاکم را بر اساس شبیهسازی های کامپیوتری انجام میدهد، توانسته است به درک الگوی جریان از جمله در جریانهای آشفته، شکلگیری جریانهای ثانویه و همچنین تاثیر این جریانها بر روند تغییرات مورفولوژی رودخانه بسیار کمک نماید. مطالعات زیادی به کمک شبیهسازی های عددی در حیطه مسائل مهندسی رودخانه انجام شده است که بسیاری از این مطالعات با ایجاد و یا توسعه مدلهای عددی همراه بوده است که افزایش استفاده از مدل های کاربردی تک، دو و سه بعدی خود نمونه دیگری از توسعه این مدلها است. وسیع بودن دامنه مطالعات، فرصت بررسی کامل را فراهم نمیکند. از این رو در ادامه، بخشی از مطالعات عددی انجام شده به همراه نتایج آنها بررسی شده است و علاقهمندان م یتوانند برای شناخت موارد بیشتری از مطالعات صورت گرفته و نتایج آنها به منابع [6] و [7] مراجعه کنند.
2-2 – مطالعات بوئیچ – استفاده از مدل LES در شبیهسازی الگوی جریان ثانویه
برای شناخت دقیقتر مسائل مربوط به جریانهای آشفته، مدلهای آشفتگی پیشرفتهتری در CFD توسعه داده شده است که از آنجمله میتوان به مدلهای LES و DNS اشاره نمود. بوئیچ(2003) با استفاده از روش گردابه های بزرگ(LES)، الگوی جریان در یک خم 180 درجه بسیار ملایم را مدلسازی کرده است. بوئیچ بر خلاف نظریه بلانکارت، معتقد است شکل گیری جریان ثانویه دوم باعث می شود که حداکثر سرعت، بیشتر از حالت عادی به بستر نزدیک شود و همین پدیده باعث آشفتگی و فرسایش موضعی شدید در محل دیواره خارجی ب هصورت زیرشویی شده و در نهایت منجر به تخریب آن میشود. بوئیچ علت تشکیل این جریان را تنش برشی در طول دیواره خارجی و ناهمگنی آشفتگی حاصل از جریان ثانویه مرکزی ذکر کرده است. مدل LES تهیه شده، جریان ثانویه دوم را به خوبی پیش بینی می کند .اما؛ هنوز توانایی این مدل ها در حیطه مسائل کاربردی رودخانه به طور کامل آزمایش نشده است[25].

2-1- هدف …………………………………………………………………………………………………………….. 8
2-2- مطالعات بوئیچ- استفاده از مدل LES در شبیهسازی الگوی جریان ثانویه ………………………………. 8
2-3- مطالعات وو- مقایسه کارایی مدل های آشفتگی ………………………………………………………….. 8
2-4- مطالعات عیسی و الویرا- مدل سازی سه بعدی جریان در حالت آشفته ………………………………… 9
2-5- مطالعات جیان و مککوروکودیل- شبیه سازی بازه مئاندری رودخانه ………………………………………. 9
2-6- مطالعات روزوفسکی، رودی و لشچزینر- الگوی جریان در قوس رودخانه ………………………………… 11
2-7- مطالعات صفرزاده و صالحی نیشابوری- الگوی جریان در قوس رودخانه ………………………………….. 15
2-8- مطالعات شکیبایی نیا و همکاران- الگوی جریان در محل تلاقی دو رودخانه …………………………….. 16
2-9- نتیجهگیری نهایی، ضرورت انجام تحقیق حاضر …………………………………………………………….. 17

3- فصل سوم: معرفی نر مافزار، معادلات بنیادی حاکم و روش های حل آنها

نر مافزارCCHE2D یک مدل عددی برای شبیه سازی جریان غیر دائم آشفته و انتقال رسوب در کانال های باز م یباشد که در مرکز بین المللی علوم هیدرولیک و مهندسی محاسباتی (NCCHE) دانشکده فنی دانشگاه م یس یس یپی آمریکا تهیه شده و توسعه یافته است. این مدل جزو مدل های هیدرودینامیکی دو بعدی بوده که برای حل میدان جریان از معادلات رینولدز متوسط گیری شده در عمق استفاده می کند و برای شبیهسازی جملات انتقال آشفتگی دو مدل صفر معادلهای توزیع سهموی و مدل طول اختلاط لزجت گردابهای و نیز مدل دو معادلهای k −ε را ب هکار میبرد .مدل شبیهساز پدیده انتقال رسوب این نرمافزار، توانایی مدلسازی انتقال هر دو فاز بار معلق و بستر در حالت غیرتعادلی، غیریکنواخت و رسوب چسبنده و غیرچسبنده را دارد. همچنین این نر مافزار تاثیر جریانهای ثانویه بر نحوه انتقال ذرات رسوب بار بستر در بازههای قوسی را در نظر میگیرد. ساخت هندسه و شبکهبندی میدان مطالعاتی در یک نرمافزار مجزای پیش پردازنده تحت عنوان CCHE-MESH صورت م یگیرد و حل میدان جریان و انتقال رسوب و همچنین مشاهده نتایج در محیط گرافیکی نرمافزار،CCHE-GUI، انجام میشود. گسسته سازی معادلات میدان جریان و انتقال رسوب با استفاده از روش مبتنی بر المان محدود صورت میگیرد و حل معادلات جبری میدان جریان و انتقال رسوب بهترتیب با استفاده از روش تصحیح سرعت و روشهای تکرار گوس – سایدل و SIP انجام میشود[31].
در ادامه معادلات حاکم بر میدان جریان و انتقال رسوب بهکارگرفته شده در این مدل و روشهای حل آنها ب هطورمختصر شرح داده میشود .

3-1- معرفی نر مافزار CCHE2D ….ا………………………………………………………………………………….. 20
3-2- معادلات حاکم …………………………………………………………………………………………………… 20
3-2-1 – معادلات هیدرودینامیکی حاکم بر میدان جریان …………………………………………………………… 20
3-2-2 – مدل های آشفتگی …………………………………………………………………………………………… 21
3-2-2 -1- مدلهای مبتنی بر لزجت گردابهای ……………………………………………………………………….. 21
3-2-2 -2- مدل دو معادلهایk −ε ..ا………………………………………………………………………………….. 22
3-3- معادلات حاکم بر محاسبات انتقال رسوب …………………………………………………………………….. 23
3-3-1 – معادلات انتقال رسوب متوسطگیری شده در عمق ………………………………………………………. 23
3-3-2 – روش های شبیه سازی انتقال بار رسوب ………………………………………………………………….. 24
3-3-2 -1- روش اول : مدل به فرم بار بستر ………………………………………………………………………….. 24
3-3-2 -2- روش دوم : مدل به فرم بار معلق …………………………………………………………………………. 25
3-3-2 -3- روش سوم: مدل شبیه ساز(جداگانه) بار معلق و بار بستر …………………………………………… 25
3-4- روش های حل معادلات حاکم بر میدان جریان و انتقال رسوب ………………………………………………. 26
3-4-1 – روش حل معادلات جریان (روش مبتنی بر المان محدود) …………………………………………………. 26
3-4-2 – روش حل پدیده های جابجایی و پخش ……………………………………………………………………… 28
3-4-3 – روش حل معادلات انتقال رسوب ……………………………………………………………………………… 30
3-5- شرایط مرزی ……………………………………………………………………………………………………….. 32

3-6- الگوی حل یک مساله CFD ………..ا……………………………………………………………………………… 33

4- فصل چهارم : شبیه سازی دو بعدی الگوی حاکم بر میدان جریان در رودخانه کارون

4-1- هدف ……………………………………………………………………………………………………………….. 35
4-2- مطالعه موردی …………………………………………………………………………………………………….. 35
4-2-1 – معرفی بازه مطالعاتی ………………………………………………………………………………………… 35
4-2-2 – داد ههای میدانی …………………………………………………………………………………………….. 35
4-3- شبیه سازی الگوی هیدرودینامیکی جریان های سیلابی در رودخانه کارون ………………………………. 37
4-3-1 – شبکه بندی میدان حل ……………………………………………………………………………………….. 37
4-3-2 – شرایط جریان در مرز های میدان …………………………………………………………………………….. 39
4-3-3 – واسنجی مدل عددی CCHE2D..ا…………………………………………………………………………….. 39
4-3-4 – صحت سنجی نتایج حاصل از شبیه سازی الگوی جریان …………………………………………………. 40
4-4- مطالعه الگوی هیدرودینامیکی جریان های سیلابی در رودخانه کارون ………………………………………. 42
4-4-1 – مطالعه روند تغییرات سرعت جریان در طول رودخانه ………………………………………………………… 42
4-4-2 – شکل گیری جریان های چرخشی …………………………………………………………………………….. 46
4-4-3 – مطالعه الگوی جریان در اطراف جزیره رسوبی ……………………………………………………………….. 53
4-4-4 – مطالعه توزیع تنش برشی در بستر و کناره های رودخانه …………………………………………………… 60
4-4-5 – مطالعه تغییرات دبی در واحد عرض رودخانه ………………………………………………………………….. 60
4-5- توانایی مدل عددی CCHE2D در پیش بینی الگوی جریان حاکم بر میدان های طبیع ی…………………….. 61

5- فصل پنجم: شبیه سازی عددی دو بعدی تغییرات مورفولوژیک رودخانه کارون

5-1- هدف ………………………………………………………………………………………………………………….. 66
5-2- روند مدل سازی ……………………………………………………………………………………………………… 66
5-3- تعیین شرایط مرزی و پارامتر های مدل سازی…………………………………………………………………….. 67
5-4- شبیه سازی تغییرات مورفولوژیک رودخانه کارون(دوره زمانی هشت ساله )…………………………………. 69
5-5- پیش بینی تغییرات مورفولوژیک رودخانه کارون ب هازای سیلاب با دوره برگشت 5 ساله …………………… 77
5-5-1 – مطالعه تغییرات بستر و روند فرسایش و رسوبگذاری رودخانه ……………………………………………….. 77
5-5-2 – بررسی روند تغییرات دانهبندی بستر در رودخانه …………………………………………………………….. 82
5-5-3 – توزیع سرعت جریان در رودخانه کارون بعد از وقوع سیلاب ………………………………………………….. 95
5-6- عدم قطعیت…………………………………………………………………………………………………………… 95

6- فصل ششم: نتایج مطالعات .

7- فصل هفتم: ارائه پیشنهادات

8- مراجع فارسی ………………………………………………………………………………………………………… 102
9- مراجع لاتین ………………………………………………………………………………………………………….. 103

فهرست جداول

جدول 2- 1- خلاصه ای از مطالعات انجام شده با توسعه و یا ب هکارگیری روش های عددی در مسائل رودخانه ………………………………………………………………………………………………………………………………… 18

جدول 3- 1- نمایش الگوی جریان و انتقال رسوب در ستون قائم جریان. ……………………………………………… 24

جدول 3- 2- المان نه و چهار گر های در یک شبکه جاب هجا شده ……………………………………………………. 27

جدول 3- 3- جواب دقیق برای مساله جاب هجایی- پخش یک بعدی …………………………………………………. 29

جدول 3- 4- توابع درونیاب آپوایند ………………………………………………………………………………………….. 30

جدول 3- 5- پیکربندی المان محاسباتی …………………………………………………………………………………. 31

جدول 4- 1- مقادیر شاخص های ارزیابی کیفی شبکه ایجاد شده برای میدان مطالعاتی …………………………. 39

جدول 4- 2- مقادیر بیشینه جریانهای سیلابی رودخانه کارون در بازه مطالعاتی برای دوره برگشتهای مختلف ….. 39

جدول 5- 1-کلاس ابعادی ذرات رسوب مواد بستر و قطر متوسط آنها در رودخانه کارون(بازه گتوند) ………………… 67
جدول 5- 2- ویژگی مصالح بستر و مقادیر پارامتر های مدلسازی انتقال رسوب رودخانه کارون (بازه گتوند) ……….. 68

جدول 5- 3- ویژگ یهای مصالح و مقادیر لحاظ شده در محاسبه فرسایش جداره های رودخانه کارون(بازه گتوند) …. 69

فهرست نمودارها

نمودار 4- 1- هیدروگراف جریان روزانه رودخانه کارون در محل ایستگاه هیدرومتری گتوند برای یک دوره آماری 03 ساله ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 36
نمودار 4- 2- توزیع دان هبندی رسوبات مواد بستر رودخانه کارون در بازه مطالعاتی گتوند ………………………………… 37

نمودار 4- 3- مقایسه پروفیل سطح آب پیش بینی شده توسط مدل CCHE2D با تراز واقعی اندازه گیری شده ………….. 40

مودار 4- 4- نمونه صحت سنجی پروفیل سطح آب پیش بینی شده توسط مدل عددی …………………………………….42

نمودار 4- 5- نمای عرضی افزایش تراز سطح آب در ناحیه ایستایی بالادست جزیره رسوبی ……………………………… 56

نمودار 4- 6- نمای عرضی افزایش تراز سطح آب در ناحیه ایستایی بالادست جزیره رسوبی ………………………………. 57

نمودار 5- 1- مقایسه پروفیل عرضی شبیه سازی شده از تغییرات مورفولوژی رودخانه کارون(بازه گتوند) …………………. 71

نمودار 5- 2- مقایسه پروفیل عرضی شبیه سازی شده از تغییرات مورفولوژی رودخانه کارون(بازه گتوند) بعد از هشت سال …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 72

نمودار 5- 3- مقایسه پروفیل عرضی شبیه سازی شده از تغییرات مورفولوژی رودخانه کارون(بازه گتوند) بعد از هشت سال …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 73
نمودار 5- 4- مقایسه پروفیل عرضی شبیه سازی شده از تغییرات مورفولوژی رودخانه کارون(بازه گتوند) بعد از هشت سال …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 74

نمودار 5- 5- مقایسه پروفیل عرضی شبیه سازی شده از تغییرات مورفولوژی رودخانه کارون(بازه گتوند) بعد از هشت سال ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 75

نمودار 5- 6- مقایسه پروفیل عرضی شبیه سازی شده از تغییرات مورفولوژی رودخانه کارون(بازه گتوند) بعد از هشت سال ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 76

نمودار 5- 7- تغییرات بستر رودخانه کارون در مقطع شماره 1- 1 به ازای سیلاب با دوره برگشت 5 ساله ……………………… 79

نمودار 5- 8- تغییرات بستر رودخانه کارون در مقطع شماره 2- 2 به ازای سیلاب با دوره برگشت 5 ساله ……………………… 80

نمودار 5- 9- تغییرات بستر رودخانه کارون در مقطع شماره 3- 3 به ازای سیلاب با دوره برگشت 5 ساله ………………………. 81

نمودار 5- 01- تغییرات بستر رودخانه کارون در مقطع شماره 4-4 به ازای سیلاب با دوره برگشت 5 ساله ………………………. 83

نمودار 5- 11- تغییرات بستر رودخانه کارون در مقطع شماره 5-5 به ازای سیلاب با دوره برگشت 5 ساله ………………….. ……84

نمودار 5- 21- تغییرات بستر رودخانه کارون در مقطع شماره 6-6 به ازای سیلاب با دوره برگشت 5 ساله ………………………. 85

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

شکل ها

شکل 1-1- تغییرات مورفولوژی ایجاد شده در رودخانه در گذر زمان [12] ………………………………………………………………. ۴

شکل 2-1- فلوم مئاندری شبیه سازی شده توسط جیان یه و مک کوروکودیل[27]. …………………………………………………. ١٠

شکل 2-2- جریان ثانویه در کانال مئاندری الف) مقطع شماره 3، ب) مقطع شماره 7 و ج) مقطع شماره11[27]. ……………….. ١٠

شکل 2-3- نحوه توزیع سرعت در قوس 180 درجه رزوفسکی [29]. ……………………………………………………………………11

شکل 2-4- بربلندی سطح آب در دیواره های داخلی و خارجی[28]. ……………………………………………………………………. ١٣

شکل 2-5- مقایسه پروفیلهای سرعت پیش بینی شده با نتایج آزمایشگاهی در قوس با انحنا شدید[28]. ………………………. ١۴

شکل 2- 6 – بردارهای سرعت جریان ثانویه در مقاطع عرضی :الف) 15 درجه، ب) 40 درجه، ج) 102 درجه
و د) 135درجه[28]. …………………………………………………………………………………………………………………………… ١۵

شکل 2- 7- طرح شماتیک از هندسه اتصال دو رودخانه و پروفیل های سرعت در راستای x، مطالعات شکیبایی نیا و
همکاران[30]…………………………………………………………………………………………………………………………………….. ١٧

شکل 4-1- نقشه موقعیت و تصویر هوایی بازه مطالعاتی در رودخانه کارون …………………………………………………………….. ٣۶

شکل 4-2- نمایی از شبکه دو بعدی ایجاد شده برای میدان مطالعاتی با ابعاد »100*300« ………………………………………….. ٣٨

شکل 4-3- توزیع مقادیر پارامتر مقاومت جریان در نواحی مختلف بازه مطالعاتی ……………………………………………………… ۴١

شکل 4- 4- روند تغییرات مقادیر سرعت در طول رودخانه کارون(بازه گتوند) به ازای دبی سیلاب با دوره برگشت 2 ساله( 2700
مترمکعب بر ثانیه) ……………………………………………………………………………………………………………………………….43

شکل 4- 5- روند تغییرات مقادیر سرعت در طول رودخانه کارون(بازه گتوند) به ازای دبی سیلاب با دوره برگشت 5 ساله(4000
مترمکعب بر ثانیه) …………………………………………………………………………………………………………………………….44

شکل 4-6- روند تغییرات مقادیر سرعت در طول رودخانه کارون(بازه گتوند) به ازای دبی سیلاب با دوره برگشت 02
ساله( 5800 متر مکعب بر ثانیه) ……………………………………………………………………………………………………………45
شکل 4-7- شکل گیری جریان های چرخشی ناشی از پخش جریان در سیلاب دشت ها، به ازای دبی سیلاب با دوره برگشت 2
ساله(2700 متر مکعب بر ثانیه) ……………………………………………………………………………………………………………47

شکل 5-21- الگوی جدید توزیع مقادیر سرعت جریان در رودخانه کارون (بازه گتوند) بعد از وقوع سیلاب با دوره برگشت 5
ساله( بیشینه دبی 4000 متر مکعب بر ثانیه) ………………………………………………………………………………………… ٩۶

 

Abstract:
The application of numerical simulation for Computational Fluid Dynamics (CFD) in river Hydrodynamics is represented. In this regard, a case study was carried out in an intended area along the Karoun River-Iran, using the CFD model, CCHE-2D. After giving the geometry domain of the field under the study, the depth-averaged Reynolds approximation of the Navier–Stokes equations, were employed to solve the flow field. Furthermore, the standard k −ε turbulence model was used to simulate Reynolds’s shear stresses and to close the governing equation systems. A finite element procedure was used in order to solve the equations. Applied equations were used to consider the effects of secondary flows on flow field at meandering reaches. The sedimentary transport assuming non-uniform material at a non-equilibrium state was calculated. The depthintegrated convection-diffusion equation of the suspended load transport and the continuity equation of bed load were solved. When the non-equilibrium transport model is adopted for bed load, the calculation of bed change determined by the overall sediment continuity equation. To verify the numerical results, StageDischarge curves resulted from the numerical simulation was compared with the measured data at the Karoun hydrometric station and the qualitative erosion pattern is compared with the river sedimentary process. Comparisons show the results balance. The data obtained also show that the used model has an efficient capability in river engineering simulations, especially in predicting flow field. Furthermore, the erosion and sedimentary pattern of the region show the high erosive characteristics of the studied area in the river against probable floods.

 


 


مقطع : کارشناسی ارشد

قیمت 25000تومان

خرید فایل word

قیمت 35000تومان

قبل از خرید فایل می توانید با پشتبانی سایت مشورت کنید