چکیده:
در گذشته بسیاری از سدها با اطلاعات محدود هیدرولوژی طراحی و ساخته شده اند. در نتیجه سازه های سرریز موجود در حال حاضر برای سیلهای ماگزیمم احتمالی کوچک می باشند که مسائل و مشکلات احتمالی از قبیل فشار منفی بیش از اندازه و کاویتاسیون روی تاج سرریز و نهایتا انهدام را منجر می شوند.
مدلهای فیزیکی کوچک در آزمایشگاههای هیدرولیک به منظور مطالعه و بررسی رفتار هیدرولیکی سازه ها طراحی و ساخته شده اند. اما ساخت این مدلها مستلزم صرف هزینه زیاد وقت و انتخاب مقیاس مناسب می باشد.
امروزه به دلیل قابلیت بالای کامپیوتر در انجام محاسبات در زمان کمتر و کارا بودن آن در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی CFD و صرف هزینه قابل قبول موجب گردیده مدلهای ریاضی به عنوان جایگزینی از مدلهای فیزیکی در بررسی هیدرولیکی رفتار سازه ها استفاده گردند.
در این مقاله به بررسی تاثیر نوع خروجی (آزاد و مستغرق ) جریان بر روی میزان دبی سرریز های سیفونی با استفاده از مدل عددی CFD و نرم افزار Gambit پرداخته شده است، مدل فیزیکی در آزمایشگاه بوسیله نرم افزار Fluent مدلسازی شده و مش بندی گردید. مدل ساخته شده به نرم افزار Fluent منتقل گردید. از آنجایی که در مدل آزمایشگاهی جریان به دو صورت آزاد و تحت فشار با دو نوع خروجی آزاد و مستغرق از روی سرریز عبور داده شد و مقادیر فشار به ازای دبی های مختلف ثبت گردید، همین شرایط در مدل ریاضی اعمال گردید و مقادیر فشار بر روی پیزومترها ثبت گردید و سپس نتایج حاصل با نتایج حاصل از مدل فیزیکی مقایسه شد. نتایج نشان می دهد که همخوانی خوبی بین مدل فیزیکی و مدل عددی حاصل گردیده است.
فهرست مطالب:
چکیده 13
مقدمه 14
فصل اول : کلیات 17
1-1 ) هدف 17 °
2-1 )پیشینه تحقیق 18 °
3-1 )روش کار و تحقیق 21 °
فصل دوم: سرریزها و هیدرولیکجریان در سرریزهای سیفونی
1-2 )سرریزها 21
2-2 )انتخاب سیل ورودی طرح 22
3-2 )رابطه ظرفیت سرریز و گنجایش مخزن 23
4-2 )انتخاب نوع و ظرفیت سرریز 24
5-2 )انتخاب طرح اولیه سرریز 25
6-2 )مولفه های سریز 26
1-6-2 )تاسیسات کنترل 26
2-6-2 )کانال تخلیه 27
3-6-2 )تاسیسات نهایی 28
4-6-2 )آبراهه ورودی و خروجی 29
7-2 )انواع سرریزها 30
8-2 )سرریزهای سیفونی 31
9-2 )هیدرولیک سرریزهای سیفونی 34
10-2 )مراحل پیشنهادی در طراحی 38
11-2 )سیفون با آب سیاه 42
12-2 )سیفون با آب سفید 44
7
فصل سوم : مدل فیزیکی
1-3 )مقدمه ای کوتاه در زمینه ساخت مدلهای فیزیکی و هیدرولیکی 48
1-2-3 )تشابه هندسی 49
2-2-3 )تشابه سینماتیک 49
3-2-3 )تشابه دینامیک 50
3-3 )مشخصات هندسی فلوم ساخته شده در آزمایشگاه 52
4-3 )مدل فیزیکی 53
5-3 )نرخهای جریان در مدل فیزیکی 54
6-3 )قرائت ارتفاع مخزن و پایاب برای هر دبی 55
7-3 )تعیین ضریب دبی در مدل فیزیکی 57
8-3 )پارامترهای موثر جریان در سرریز سیفونی 58
9-3 )نتیجه گیری 60
(Fluent) فصل چهارم : مدل عددی
1-4 )مقدمه 63
1-1-4 )تاریخچه 63
چیست 66 CFD(2-1-4
در دنیای فناوری مدرن امروزی 68 CFD 3-1-4 )نقش
مبتنی بر روش تفاضل محدود 69 CFD 4-1-4 )نرم افزارهای
69 Fluent(2-4
71 Fluent 1-2-4 )نگاهی گذرا به چگونگی استفاده از نرم افزار
72 CFD 2-2-4 )چگونگی شبیه سازی جریان به روش
3-2-4 )تعریف محدوده محاسباتی 73
4-2-4 )تعریف شبکه جریان 73
5-2-4 )فراخوانی فایل ورودی و بررسی شبکه تولید شده 74
6-2-4 )انتخاب حلگر مناسب 76
7-2-4 )مدلسازی فیزیکی 76
8-2-4 )تعیین خصوصیات سیال 77
8
9-2-4 )تعیین شرایط مرزی اولیه 78
10-2-4 )گزینش الگوریتم حل سرعت-فشار 79
80 Simple 1-10-2-4 )الکوریتم
81 Simple C 2-10-2-4 )الگوریتم
81 Piso 3-10-2-4 )الگوریتم
11-2-4 )تعیین پارامترهای آنالیز عددی 83
12-2-4 )آنالیز جریان 83
83 Fluent 3-4 )نتایج حاصل از مدل
1-3-4 )فشار 83
2-3-4 )سرعت 101
101 Q 3-3-4 )تغییرات پارامتر
4-3-4 )عدد رینولدز 103
5-3-4 )تاثیر استغراق خروجی 103
4-4 )نتایج 104
فصل پنجم :مقایسه مدل فیزیکی و عددی
1-5 )مقدمه 106
2-5 )مدل فیزیکی 106
1-2-5 )نرخهای جریان در مدل فیزیکی 106
2-2-5 )تامین استغراق خروجی سرریز 107
3-2-5 )تعیین ضریب دبی در مدل فیزیکی 108
4-2-5 )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
3-5 )مقایسه فشارها در حالت فیزیکی و عددی 109
1-3-5 )تغییرات فشار بر روی سرریز 109
2-3-5 )بررسی نتایج بدست آمده 127
فصل ششم : نتیجهگیری و پیشنهادات
نتیجهگیری 129 °
پیشنهادات 131 °
9
فهرستمطالب
عنوان مطالب شماره صفحه
منابع و ماخذ 132
فهرست منابع فارسی 132
فهرست منابع لاتین 133
چکیده انگلیسی 135
پایان نامه ارشد عمران بررسی تاثیر نوع خروجی بر روی میزان دبی سرریزهای سیفونی
