مدیریت شبکه های آبیاری
اسلام ذوالفقاری؛ مهدی ملازاده؛ جعفر جعفری اصل
چکیده
سرریزها برای عبور دادن آب مازاد مخازن سدها در کنار آنها احداث می‌شوند. در بسیاری از مواقع خرابی سدها در اثر عبور آب از روی تاج، به سبب ناکافی بودن ظرفیت سرریز، اتفاق می‌افتد. سرریزهای کنگره‌ای با هندسه خاص خود توانایی افزایش دبی عبوری را نسبت به سایر سرریزها دارند. موضوع استهلاک انرژی جریان نیز امری مهم تلقی می‌گردد. استفاده از ...
بیشتر
سرریزها برای عبور دادن آب مازاد مخازن سدها در کنار آنها احداث می‌شوند. در بسیاری از مواقع خرابی سدها در اثر عبور آب از روی تاج، به سبب ناکافی بودن ظرفیت سرریز، اتفاق می‌افتد. سرریزهای کنگره‌ای با هندسه خاص خود توانایی افزایش دبی عبوری را نسبت به سایر سرریزها دارند. موضوع استهلاک انرژی جریان نیز امری مهم تلقی می‌گردد. استفاده از سرریز پلکانی سبب کاهش سرعت و انرژی آب در پنجه سرریز شده و لذا آبشستگی و خرابی در پایین‌دست کاهش می‌یابد. در مطالعه حاضر برای اولین بار به کمک الگوریتم سنجاقک بهبودیافته چارچوبی جدید برای طراحی چندهدفه سرریز ترکیبی پلکانی و کنگره‌ای ذوزنقه‌ای ارائه شده است. بدین منظور از عملگر قدم‌زدن‌های تصادفی، بجای پرواز لِوی در الگوریتم سنجاقک استفاده شده است. ابتدا عملکرد الگوریتم بهبود داده شده بر روی چهار مثال مَحَک از سری ZDT بررسی شد. از مقایسه با پاسخ‌های الگوریتم سنجاقک، الگوریتم ژنتیک و الگوریتم ازدحام ذرات مشخص شد که رویکرد استفاده شده موثر بوده و سرعت همگرایی و دقت در یافتن پاسخ بهینه بهبود یافته است. سپس یک کد شبیه‌سازی هیدرولیک جریان به صورت سرریز تکی و ترکیبی توسعه داده شد. نتایج صحت سنجی حاکی از خطای کمتر از 03/0 درصد بود. با اتصال مدل شبیه‌سازی توسعه داده شده و الگوریتم بهبود داده شده، یک مجموعه طرح بر روی جبهه پارتو سه‌بعدی ارائه شد. به‌کارگیری رویکرد پیشنهادی برای سرریز سد ساروق توانسته است حدودا دبی عبوری و استهلاک انرژی را به ترتیب 25 درصد و 81 درصد افزایش و حجم بتن را 9 درصد کاهش دهد.
هیدرولیک
سید امین اصغری پری؛ مجتبی کردناییج
چکیده
در تحقیق حاضر به بررسی اثر مانع پیوسته و متخلخل و صفحه متخلخل با ارتفاع‌های مختلف در لبه سرریز پلکانی به‌منظور شناخت مشخصات جریان پرداخته شده است. آزمایش‌ها بر روی سرریز پلکانی با دو شیب 1:3 و 1:2، ارتفاع پله 9/10 سانتی‌متر، طول پله‌های 3/31 و 9/20 و عرض فلوم 2/1 متر انجام گردید. برای اندازه‌گیری پارامترهای جریان از عمق‌سنج با دقت 1± میلی‌متر ...
بیشتر
در تحقیق حاضر به بررسی اثر مانع پیوسته و متخلخل و صفحه متخلخل با ارتفاع‌های مختلف در لبه سرریز پلکانی به‌منظور شناخت مشخصات جریان پرداخته شده است. آزمایش‌ها بر روی سرریز پلکانی با دو شیب 1:3 و 1:2، ارتفاع پله 9/10 سانتی‌متر، طول پله‌های 3/31 و 9/20 و عرض فلوم 2/1 متر انجام گردید. برای اندازه‌گیری پارامترهای جریان از عمق‌سنج با دقت 1± میلی‌متر و تکنیک BIV استفاده گردید. نتایج نشان میدهد که محل هواگیری طبیعی در حالتیکه مانع پیوسته در لبه پله قرار گیرد نسبت به حالت شاهد در هر دو شیب یک پله بهسمت پایین‌دست حرکت میکند. بر اساس نتایج پردازش تصویر و استهلاک انرژی، در مواردی که ناحیه اختلاط و ناحیه برگشتی جریان افزایش یابد، میزان استهلاک انرژی افزایش می‌یابد. از بین موانع استفاده شده در تحقیق حاضر صفحه متخلخل بهدلیل دارای بودن ناحیه اختلاط بیشتر و همچنین امکان عبور جت آب از داخل تخلخلها، بیشترین میزان استهلاک انرژی را نسبت به مانع متخلخل و مانع پر داشته است و این مقدار نسبت به حالت شاهد در هر دو شیب نیز بیشتر بوده است. همچنین میزان استهلاک انرژی در شیب 1:3 در تمامی آزمایش‌ها بیشتر از شیب 1:2 بوده است.
مدیریت شبکه های آبیاری
محمد هادی فتاحی؛ علی سینایی
چکیده
در این پژوهش شبیه سازی عددی با نرم‌افزار Flow3D و بهینه‌سازی ابعاد هندسی سرریز پلکانی توسط الگوریتم ژنتیک با هدف ارائه طرحی بهینه به منظور کاهش هزینه های احداث سرریز مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا مدل آزمایشگاهی سرریز پلکانی سد جره در استان خوزستان به منظور حل عددی و صحت‌سنجی در نرم‌افزار Flow3D شبیه‌سازی شده است و سپس ...
بیشتر
در این پژوهش شبیه سازی عددی با نرم‌افزار Flow3D و بهینه‌سازی ابعاد هندسی سرریز پلکانی توسط الگوریتم ژنتیک با هدف ارائه طرحی بهینه به منظور کاهش هزینه های احداث سرریز مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا مدل آزمایشگاهی سرریز پلکانی سد جره در استان خوزستان به منظور حل عددی و صحت‌سنجی در نرم‌افزار Flow3D شبیه‌سازی شده است و سپس برای بهینه‌سازی ابعاد هندسی از الگوریتم ژنتیک چندهدفه (NSGAII) استفاده گردیده است. در بخش مدل‌سازی Flow3D بعد از ورود هندسه مدل آزمایشگاهی به نرم‌افزار و پس از کالیبراسیون مدل، صحت‌سنجی به کمک مقایسه نتایج سرعت اندازه‌گیری شده در آزمایشگاه و خروجی‌های نرم‌افزار انجام گرفته است و در مرحله بهینه سازی پنج حالت هندسی برای مدل درنظر گرفته شد. تعداد پله‌ها از 3 تا 7 پله به‌عنوان قیود مسئله به الگوریتم وارد شدند آنالیز نتایج سرعت مدل فیزیکی توسط نرم افزار Flow3D با دو مدل RNG و K-ε به طور جداگانه محسبه گردیدو پس از مشاهده نتایج ، سرعت حاصل از حل عددی با مدل آشفتگی RNG با خطای کمتر از 10 درصد تطابق مناسبی را با سرعت آزمایشگاهی نشان داد. در مرحله بهینه سازی پس از اتمام فرایند بهینه شدن پارامترهای ابعادی برای هر 5 حالت هندسی تعریف شده تعداد پله، عرض پله و ارتفاع پله مشخص گردید. که نتایج بهدست آمده نشان‌دهنده بهینه‌شدن ابعاد هندسی مدل آزمایشگاهی می‌باشد. گزینه نهایی بهینه سازی حالت 4 پله با در نظر گرفتن ملاحظات هیدرولیکی و اقتصادی و با عرض (1:50) 072/0 متر و ارتفاع (1:50) 0065/0 متر انتخاب گردید.
مینا حبیب پناه؛ مهدی اسمعیلی ورکی؛ مریم نوابیان؛ رامین بهبودی؛ مژگان فرزین؛ مریم صفاری جورشری
چکیده
از پارامترهای مهم کیفی آب، مقدار بالای اکسیژن محلولاست که برای بقای حیات آبزیان و نیز بهبود کیفیت آب، حیاتی است. یکی از روش‌های افزایش مقدار اکسیژن محلول (DO)، استفاده از سازه‌هایی است که منجر به ایجاد اغتشاش و آشفتگی در جریان و ورود حباب‌های کوچک هوا به آب شود. جت ریزشی از سرریزها نمونه ای ویژه از ایجاد آشفتگی در آب و افزایش اکسیژن ...
بیشتر
از پارامترهای مهم کیفی آب، مقدار بالای اکسیژن محلولاست که برای بقای حیات آبزیان و نیز بهبود کیفیت آب، حیاتی است. یکی از روش‌های افزایش مقدار اکسیژن محلول (DO)، استفاده از سازه‌هایی است که منجر به ایجاد اغتشاش و آشفتگی در جریان و ورود حباب‌های کوچک هوا به آب شود. جت ریزشی از سرریزها نمونه ای ویژه از ایجاد آشفتگی در آب و افزایش اکسیژن محلول محسوب می‌شود.در این پژوهش، تأثیر ایجاد کنگرهها با ارتفاع‌های 5/0 و 75/0 ارتفاع پلکان (h)، فاصله های کارگذاری برابر و دو برابر ارتفاع پلکانو آستانه با ارتفاع 32/0 ارتفاع پلکان بر افزایش مقدار اکسیژن محلول آب در پایین‌دست سرریز پلکانی با شیبهای 1:1، 1:2 و 1:3 برای دامنۀ وسیعی از دبی جریان و عمق‌های پایاب برابر و دو برابر ارتفاع پلکان به‌صورت آزمایشگاهی مطالعه شد. بررسی نتایج نشان میدهد که در سرریز پلکانی با شیب 1:1، در شرایط عمق پایاب برابر با ارتفاع پلکان، ایجاد کنگره با ارتفاع h75/0، فاصلۀ کارگذاری h2 و طولی برابر با طول پلکان با افزایش 48 درصد در مقدار غلظت اکسیژن محلول آب و با افزایش عمق پایاب به دو برابر ارتفاع پلکان، ایجاد کنگره با ارتفاع h75/0، فاصلۀ کارگذاری h و طولی برابر با طول پلکان با افزایش 77 درصد در مقدار غلظت اکسیژن محلول در آب، نسبت به سایر هندسه‌ها در این شیب، عملکرد بهتری دارند. مقایسۀ نتایج بهدست آمده در سرریز پلکانی با شیب 1:2 نشان می دهد که ایجاد کنگره با ارتفاع h75/0 و فاصلۀ کارگذاری h در شرایط عمق پایاب برابر و دو برابر ارتفاع پلکان با افزایش بهترتیب 71 و 51 درصد در مقدار غلظت اکسیژن محلول در آب، دارای بهترین عملکرد در این شیب است. تجزیه و تحلیل نتایج حاکی از آن است که در سرریز پلکانی با شیب 1:3 ایجاد کنگره با ارتفاع h75/0، فاصلۀ کارگذاری h و h2 و طولی برابر و دو برابر ارتفاع پلکان به‌صورت هم‌لبه با وجه پایین‌دست پلکان با افزایش 15 درصد مقدار اکسیژن محلول، نسبت به سایر هندسه‌ها در این شیب، دارای عملکرد مناسب‌تری است.
مهدی اسمعیلی ورکی؛ مرجان کشاورز اسکندری
چکیده
جریان آب عبوری از سرریز سدها انرژی جنبشی بالایی دارد که می‌تواند آسیب‌های زیادی بر تأسیسات پایین‌دست و فرسایش شدید بستر رودخانه وارد کند. انرژی معمولاً با ایجاد حوضچۀ آرامش در پایین‌دست سرریزها، پرتاب‌کننده‌های جامی شکل و پلکان در سرریزها مستهلک می‌شود. سرریزهای پلکانی یکی از سازه‌های متداول به‌منظور استهلاک انرژی و نیز کاهش ...
بیشتر
جریان آب عبوری از سرریز سدها انرژی جنبشی بالایی دارد که می‌تواند آسیب‌های زیادی بر تأسیسات پایین‌دست و فرسایش شدید بستر رودخانه وارد کند. انرژی معمولاً با ایجاد حوضچۀ آرامش در پایین‌دست سرریزها، پرتاب‌کننده‌های جامی شکل و پلکان در سرریزها مستهلک می‌شود. سرریزهای پلکانی یکی از سازه‌های متداول به‌منظور استهلاک انرژی و نیز کاهش ابعاد حوضچۀ آرامش در سدهاست. در این پژوهش، تأثیر ایجاد کنگرهها با ارتفاع 5/0 و 75/0 ارتفاع پلکان (h)، فواصل کارگذاری برابر و دو برابر ارتفاع پلکان و سه اندازۀ زبری سطح پلکان بهترتیب برابر با 002/0، 004/0 و 006/0 متر بر افت انرژی کل در پایین‌دست سرریز پلکانی با شیبهای 1:1، 1:2 و 1:3 به‌صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. بررسی نتایج نشان میدهد در سرریز پلکانی با شیب 1:1 ایجاد کنگره با ارتفاع h5/0، فاصلۀ کارگذاری h2 و طولی برابر با طول پلکان به افزایش 7/12 درصد در افت انرژی می‌انجامد. تجزیه و تحلیل نتایج بهدست آمده در سرریز پلکانی با شیب 1:2 نشان میدهد ایجاد کنگره با ارتفاع h75/0 و فاصلۀ کارگذاری h2 و طول کنگره برابر با ارتفاع پلکان، میزان افت انرژی را 4/8 درصد نسبت به حالت بدون کنگره افزایش میدهد. مقایسۀ نتایج حاکی از آن است که در سرریز پلکانی با شیب 1:3 ایجاد آستانهای یکپارچه با طول h و ارتفاع h5/0 با افزایش 7/4 درصد در افت انرژی، نسبت به حالت بدون کنگره، مناسب‌ترین عملکرد را دارد. مقایسه‌ها همچنین نشان میدهد اِعمال زبری در سرریزهای مورد مطالعه عملکرد آنها را کاهش میدهد و میزان افت نسبی انرژی را به‌طور متوسط 6/3 درصد نسبت به حالتهای بدون زبری کم میکند.
