مهندسی رودخانه
علی دان کو؛ حجت الله یونسی؛ مجتبی صانعی
چکیده
در زمان بروز پدیده سیلاب در رودخانه‌ها و افزایش تراز سطح آب، اکثراً عرشه پل‌ها مستغرق خواهد شد. در این شرایط جریان عبوری از زیر عرشه به‌صورت تحت فشار رفتار خواهد کرد. پیش بینی میدان جریان در کانال‌های مرکب به علت ماهیت سه بُعدی جریان برای مهندسین هیدرولیک امری دشوار تلقی میشود. شرایط تحت فشار و اختلاف زبری بین کانال اصلی و سیلابدشتها ...
بیشتر
در زمان بروز پدیده سیلاب در رودخانه‌ها و افزایش تراز سطح آب، اکثراً عرشه پل‌ها مستغرق خواهد شد. در این شرایط جریان عبوری از زیر عرشه به‌صورت تحت فشار رفتار خواهد کرد. پیش بینی میدان جریان در کانال‌های مرکب به علت ماهیت سه بُعدی جریان برای مهندسین هیدرولیک امری دشوار تلقی میشود. شرایط تحت فشار و اختلاف زبری بین کانال اصلی و سیلابدشتها از عوامل پیچیدهتر شدن تحلیل پارامترهای هیدرولیکی جریان در کانال‌های مرکب میباشد. در این پژوهش، آزمایشها با پوشش گیاهی صُلب غیرمستغرق و با سه عرض مختلف سیلاب‌دشت و چهار تراکم مختلف پوشش گیاهی با سه عمق نسبی متفاوت انجام شده است. نتایج نشان داد افزایش تراکم پوشش گیاهی باعث افزایش سرعت طولی در کانال اصلی و کاهش آن در سیلاب‌دشت میشود و همچنین افزایش تراکم پوشش گیاهی، بهطور متوسط باعث کاهش 17 درصد مشارکت سیلاب‌دشت در عبور دبی عبوری از مقطع کانال مرکب میگردد. وجود عرشه پل و شرایط جریان تحت فشار باعث پسزدگی جریان شده که منتج به کاهش سرعت جریان و دبی جریان عبوری از زیر عرشه پل می شود.
مدیریت شبکه های آبیاری
امیر مرادی نژاد؛ امیر حمزه حقی آبی؛ مجتبی صانعی؛ حجت الله یونسی
چکیده
آشفتگی یکی از مهمترین مشخصه‌های الگوی جریان در آبگیری است . بررسی انرژی جنبشی آشفتگی جریان در پیش بینی توپوگرافی بستر در نظر گرفته میشود. تجمع و ورود رسوبات به دهانه آبگیر یکی از مشکلاتی است که در اکثر آبگیرها به وجود می‌آید. در این تحقیق، از دو سازه دیوار جداکننده در جلوی آبگیر و آبشکن در ساحل مقابل آن استفاده شده است. با استفاده ...
بیشتر
آشفتگی یکی از مهمترین مشخصه‌های الگوی جریان در آبگیری است . بررسی انرژی جنبشی آشفتگی جریان در پیش بینی توپوگرافی بستر در نظر گرفته میشود. تجمع و ورود رسوبات به دهانه آبگیر یکی از مشکلاتی است که در اکثر آبگیرها به وجود می‌آید. در این تحقیق، از دو سازه دیوار جداکننده در جلوی آبگیر و آبشکن در ساحل مقابل آن استفاده شده است. با استفاده از مدل عددی FLOW3D میدان جریان سه بعدی اطراف آبگیر و انرژی جنبشی آشفتگی ترسیم شد. نتایج مدل عددی با مدل آزمایشگاهی مقایسه شد. نتایج نشان داد با افزودن سازه آبشکن با زاویه 60 درجه و در فاصله b2 از مرکز دهانۀ آبگیر در کانال اصلی، سرعت برآیند در کانال اصلی 5/1 برابر دو حالت بدون آبشکن و با دیوار جداکننده است و ناحیه داخل آبگیر را نیز تحت تأثیر قرار میدهد. همچنین مرکز تغییر جهت بردارهای سرعت به طرف آبگیر جابهجا شده و در نتیجه در محدوده پشت آبشکن سرعت طولی کاهش و قابلیت رسوبگذاری وجود دارد. مقایسه توزیع بیشینه انرژی جنبشی آشفتگی جریان در دو عمق مختلف بیانگر افزایش 50 درصدی بیشینه انرژی جنبشی آشفتگی در لایه بالایی نسبت به لایه پایینی میباشد
مهرداد خیرایی؛ حجت الله یونسی؛ منوچهر فتحی مقدم؛ بابک شاهی نژاد؛ حسن ترابی
چکیده
سرریزها از سازه‌های هیدرولیکی مهم برای کنترل جریان، تنظیم سطح آب و اندازه‌گیری دبی جریان در کانال‌های آبیاری هستند. مزیت سرریزهای شیبدار به‌واسطۀ وجود شیب بالادست آن است که از به وجود آمدن منطقۀ سکون آب در بالادست جلوگیری می کند. سرریزها با تسهیل در عبور ذرات رسوب می توانند استغراق زیادی را تحمل کنند. هدف از این تحقیق بررسی ...
بیشتر
سرریزها از سازه‌های هیدرولیکی مهم برای کنترل جریان، تنظیم سطح آب و اندازه‌گیری دبی جریان در کانال‌های آبیاری هستند. مزیت سرریزهای شیبدار به‌واسطۀ وجود شیب بالادست آن است که از به وجود آمدن منطقۀ سکون آب در بالادست جلوگیری می کند. سرریزها با تسهیل در عبور ذرات رسوب می توانند استغراق زیادی را تحمل کنند. هدف از این تحقیق بررسی شرایط جریان آزاد و مستغرق و ارائۀ روابطی برای محاسبۀ ضریب دبی این نوع سرریزها و مقایسۀ این نوع سرریزها با سرریز لبه پهن مستطیلی است. برای این منظور، سه مدل سرریز شیب دار با شیب بالادست، شیب پایین دست و شیب ترکیبی بالادست و پایین دست و یک مدل سرریز لبه پهن مستطیلی در دامنه ای وسیع از دبی ها (3 تا 30 لیتر بر ثانیه با گامهای 3 لیتر بر ثانیه) در یک فلوم آزمایشی به طول، عرض و ارتفاع به‌ترتیب 15، 0.3 و 0.5 متر بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان داد با افزایش نسبت هد کل جریان روی سرریز به عرض قاعده سرریز از 0.2 تا 1، ضریب انتقال دبی سرریزهای شیبدار از 0.37 به 0.56 افزایش می یابد و ضریب انتقال دبی سرریز لبه پهن مستطیلی از 0.55 به 0.41 کاهش مییابد و بیشترین ضریب انتقال دبی مربوط به مدل سرریز با شیب ترکیبی بالادست و پایین دست و کمترین ضریب انتقال دبی مربوط به مدل سرریز با شیب بالادست است. نتایج تحقیق همچنین نشان داد سرریز لبه پهن حساسیت کمتری به تغییرات نسبت هد کل جریان روی سرریز به عرض قاعده سرریز دارد. دو رابطه نیز برای محاسبۀ ضریب های انتقال دبی در شرایط جریان آزاد و مستغرق در سرریزهای شیب دار ارائه شده است. ضریب تبیین و جذر میانگین مربعات خطا به‌ترتیب برای شرایط جریان آزاد 0.90 و 0.017 و برای شرایط جریان مستغرق به‌ترتیب 0.91 و 0.040 به‌دست آمد.
امیر مرادی نژاد؛ امیر حمزه حقی آبی؛ مجتبی صانعی؛ حجت الله یونسی
چکیده
برای کاهش رسوب ورودی به دهانۀ آبگیر میتوان از دیوار جداکننده به‌عنوان سازۀ کنترلکنندۀ ورود رسوب به آبگیر استفاده کرد. دیوار جداکننده باعثتغییرالگوی جریان ودر نتیجه تغییر مقداررسوبورودی به آبگیر میشود.متوسط زاویههای خطوط جریان که به آبگیر وارد میشوند از کف به سمت سطح زیاد میشود. در این تحقیق، اثر دیوار جداکننده ...
بیشتر
برای کاهش رسوب ورودی به دهانۀ آبگیر میتوان از دیوار جداکننده به‌عنوان سازۀ کنترلکنندۀ ورود رسوب به آبگیر استفاده کرد. دیوار جداکننده باعثتغییرالگوی جریان ودر نتیجه تغییر مقداررسوبورودی به آبگیر میشود.متوسط زاویههای خطوط جریان که به آبگیر وارد میشوند از کف به سمت سطح زیاد میشود. در این تحقیق، اثر دیوار جداکننده و آبشکن بر تغییرات مؤلفۀ سرعت بررسی شده است. مؤلفههای سرعت در دو بعد جهت جریان در کانال اصلی و عمود بر جریان در جلو دهانۀ آبگیر و زاویۀ ورود جریان در طول دهانۀ آبگیر تعیین گردید. با استفاده از زاویۀ بردار سرعت ورودی به آبگیر و مؤلفههای طولی و عرضی سرعت، توزیع سرعت و نحوۀ ورود و انتقال رسوبات به آبگیر در لایه‌های مختلف بررسی گردید. تغییرات سرعت در جلو دهانۀ آبگیر در سه لایه با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج بررسیها نشان میدهد به خاطر هدایت جریان توسط آبشکن و وجود دیوار جداکننده و تأثیر روی لایه‌های میانی و کف، زاویه بردار سرعت در لایۀ سطحی بیشتر است تا در لایه‌های دیگر. وجود آبشکن باعث شده سرعت طولی در لایۀ نزدیک کف 25/2 برابر و سرعت عرضی در لایۀ سطحی 33/1 برابر نسبت به حالت بدون آبشکن افزایش یابد.
رامین منصوری؛ حسن ترابی پوده؛ حجت الله یونسی؛ امیرحمزه حقی ابی
چکیده
پراکنش منابع آب و بارندگی‌ها در سطح کشور متناسب نیستند، از این رو انتقال بین‌حوضه‌ای آب در قالب طرح‌های آبی برای جمع‌آوری، انتقال و ایجاد کیفیت مناسب برای توسعۀ موزون فعالیت‌های انسانی لازم است. این نوع طرح‌ها با توجه به مخزن بالادست و تونل انتقال آب به پایین‌دست شرایطی ترکیبی از مسائل هیدرولوژیکی (تراز آب مخزن) و هیدرولیکی (هیدرولیک ...
بیشتر
پراکنش منابع آب و بارندگی‌ها در سطح کشور متناسب نیستند، از این رو انتقال بین‌حوضه‌ای آب در قالب طرح‌های آبی برای جمع‌آوری، انتقال و ایجاد کیفیت مناسب برای توسعۀ موزون فعالیت‌های انسانی لازم است. این نوع طرح‌ها با توجه به مخزن بالادست و تونل انتقال آب به پایین‌دست شرایطی ترکیبی از مسائل هیدرولوژیکی (تراز آب مخزن) و هیدرولیکی (هیدرولیک لوله یا تونل انتقال) را در خود جای داده است. به همین دلیل، تحلیل و بررسی این مسایل برای به‌دست آوردن شرایط مورد نظر باید همزمان صورت گیرد. در این تحقیق، چهار سد (یلان، پشندگان، گوکان و زاینده‌رود) و سه تونل برای انتقال آب از سد یلان به سد زاینده رود در نظر گرفته شده است. برای مدلسازی و بهینه‌سازی این مطالعه، همزمان دو الگوریتم با یکدیگر و با نرمافزار EPANET به-صورت دینامیکی ارتباط دارند و مدل منابع آب، هیدرولیک و الگوریتم تکامل تفاضلی را حل می‌کند. از آنجا که انتقال آب در تونل‌ها به‌صورت تحت فشار است و کل مطالعه برای راندمان انتقال آب 95 درصد تعریف شده است، با افزایش ارتفاع هریک از سدها لازم است قطر تونل انتقال کاهش یابد تا بتواند راندمان مذکور را داشته باشد. نتایج تحقیق نشان میدهد که الگوریتم تکامل تفاضلی در حالتی که ضریب مقیاس و ضریب احتمال ترکیب (F و Cr) برابر 5/0 و 5/0 و جمعیت اولیه 1000 عضوی و نسل 1500تایی است بهترین جواب را از نظر هزینه ارائه میدهد. هزینۀ بهینۀ ارائه شده با الگوریتم تکامل تفاضلی برای راندمان انتقال 95 درصد برابر 5/14014 میلیارد ریال است.
شادی نجفیان؛ حجت الله یونسی؛ عباس پارسائی؛ حسن ترابی پوده
چکیده
مدلسازی خصوصیات جریان در کانال‌های مرکب یکی از مهمترین مسائل مهندسی هیدرولیک است. از مهمترین پارامترهای جریان در کانال‌های مرکب نیز میتوان به تنش برشی ظاهری اشاره کرد که در اثر اختلاف سرعت جریان در کانال اصلی و سیلابدشتها در محل اتصال کانال اصلی به سیلابدشتها بهوجود می‌آید. تنش برشی ظاهری باعث ایجاد آشفتگی و گردابه‌های ...
بیشتر
مدلسازی خصوصیات جریان در کانال‌های مرکب یکی از مهمترین مسائل مهندسی هیدرولیک است. از مهمترین پارامترهای جریان در کانال‌های مرکب نیز میتوان به تنش برشی ظاهری اشاره کرد که در اثر اختلاف سرعت جریان در کانال اصلی و سیلابدشتها در محل اتصال کانال اصلی به سیلابدشتها بهوجود می‌آید. تنش برشی ظاهری باعث ایجاد آشفتگی و گردابه‌های سهبعدی در مرز کانال اصلی و سیلابدشتها میشود. اختلاف بین زبری کانال اصلی و سیلابدشتها نیز یکی دیگر از عوامل تشدیدکنندۀ تنش برشی ظاهری در مرز بین زیر مقاطع کانال مرکب است. در این تحقیق، خصوصیات جریان در کانال مرکب منشوری با زبری ناهمگن با استفاده از مدلسازی فیزیکی و عددی بررسی شده است. مدلسازی فیزیکی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه تهران و مدلسازی عددی آن با استفاده از نرمافزار دینامیک سیالاتی محاسباتی Flow 3Dانجام گرفته است. نتایج هر دو مدلسازی نشان میدهد که افزایش زبری سیلابدشتها موجب کاهش سرعت متوسط عمقی و نیز تشدید گرادیان تنش برشی مرزی جریان در محل اتصال مقطع اصلی و سیلابدشتها میشود. همچنین، بررسی نتایج مدلسازی عددی نشان میدهد که نرمافزار Flow 3D دارای دقت مناسب برای پیشبینی خصوصیات جریان در کانال مرکب با زبری ناهمگن است. ارزیابی عملکرد مدل‌های آشفتگی موجود در نرمافزار نیز نشان میدهد که مدل آشفتگی RNG، نسبت به سایر مدل‌های آشفتگی، بهدلیل مدلسازی بهتر گردابه‌ها در محل اتصال کانال اصلی و سیلابدشتها در مدلسازی خصوصیات جریان در کانال مرکب دارای عملکرد بهتری است.
امیر مرادی نژاد؛ امیر حمزه حقی آبی؛ مجتبی صانعی؛ حجت ا.. یونسی
چکیده
یکی از مشکلاتی که در اکثر آبگیرها به وجود می‌آید، تجمع و ورود رسوبات به دهانه آبگیر و کاهش راندمان آبگیری است. کنترل رسوب در آبگیرها از مسائل پیچیده مهندسی رودخانه است. برای کاهش رسوب ورودی به دهانه آبگیر می-توان از مجموعه روش‌های کنترل کننده ورود رسوب به آبگیر استفاده نمود. در این تحقیق تأثیر زاویه و فاصله آبشکن از دهانه آبگیر همراه ...
بیشتر
یکی از مشکلاتی که در اکثر آبگیرها به وجود می‌آید، تجمع و ورود رسوبات به دهانه آبگیر و کاهش راندمان آبگیری است. کنترل رسوب در آبگیرها از مسائل پیچیده مهندسی رودخانه است. برای کاهش رسوب ورودی به دهانه آبگیر می-توان از مجموعه روش‌های کنترل کننده ورود رسوب به آبگیر استفاده نمود. در این تحقیق تأثیر زاویه و فاصله آبشکن از دهانه آبگیر همراه با دیوار جداکننده بر روی کنترل رسوب و راندمان آبگیری به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. تأثیر چهار زاویه (30، 45، 60 و 90) درجه و چهار جانمایی آبشکن (b3b,5/2b,2b,) درساحل مقابل آبگیر بررسی شده است(b عرض کانال آبگیر میباشد). نتایج نشان داد آبشکن با زاویه 60 درجه و در فاصله b2 از مرکز دهانه آبگیر نسبت به زاویه 30، 45 و90 درجه، به ترتیب 27، 14و12درصد عملکرد بیشتری در کاهش رسوب و 53، 45 و 16درصد افزایش دبی انحرافی به آبگیر داشته است. همچنین با افزایش پارامتر نسبت فاصله آبشکن به عرض آبگیر، نسبت دبی انحرافی به آبگیر برای زاویههای 30، 45، 60 و 90 درجه و 05/1= u ̅/u_c به ترتیب 5 ، 13، 2 و 23 درصد، 08/1= u ̅/u_c به ترتیب 2، 3،3 و 2 درصد و 11/1= u ̅/u_c به ترتیب 17، 24، 2 و 10 درصد افزایش مییابد.
شادی نجفیان؛ حجت الله یونسی؛ عباس پارسائی؛ حسن ترابی پوده
چکیده
در مقاطع مرکب، به دلیل تفاوت سرعت جریان در کانال اصلی و کرانۀ سیلابی، تنش برشی ظاهری در داخل لایه‌های سیال به وجود می‌آید که باعث انتقال جرم و مومنتوم میشود. در مقاطع مرکب با سیلاب‌دشت‌های واگرا، تغییرات هندسۀ سیلابدشتها منجر به تبادل مومنتوم اضافی و تبادل آشفتگی بین کانال اصلی و سیلاب‌دشت می شود و بر هیدرولیک جریان ...
بیشتر
در مقاطع مرکب، به دلیل تفاوت سرعت جریان در کانال اصلی و کرانۀ سیلابی، تنش برشی ظاهری در داخل لایه‌های سیال به وجود می‌آید که باعث انتقال جرم و مومنتوم میشود. در مقاطع مرکب با سیلاب‌دشت‌های واگرا، تغییرات هندسۀ سیلابدشتها منجر به تبادل مومنتوم اضافی و تبادل آشفتگی بین کانال اصلی و سیلاب‌دشت می شود و بر هیدرولیک جریان اثر محسوس میگذارد. در تحقیق حاضر سعی شده است با مدلسازی فیزیکی و عددی، هیدرولیک جریان در مقاطع مرکب با سیلاب‌دشت‌های واگرا و زبر بررسی شود. در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه تهران، مدلسازی عددی با استفاده از مدل سه بعدی Flow 3D صورت گرفته است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که زبری سیلابدشتها بر مشخصه‌های جریان (مانند توزیع سرعت و گرادیان تنش بررشی) تأثیری چشمگیر دارد. مقایسۀ نتایج عددی با مدل آزمایشگاهی نشان می دهد که مدل Flow 3D با به کارگیری مدل آشفتگی گروههای نرمال شده رینولدز (RNG) دارای دقت مناسبی در شبیهسازی جریان در این گونه مقاطع است.
