نشریه نخبگان علوم و مهندسی
سال یکم شماره 1 (آذر 1395)

پرتاب کننده های جامی اغلب در انتهای سرریزهای شوت به منظور استهلاک انرژی و هدایت جریان به حوضچه‏ ها‏ی استغراق و به ویژه در سدهای بلند مورد استفاده قرار می گیرند. جام‏ها‏ی مرکب نیز طرح خاصی از این پرتاب کننده ‏ها‏ می باشند که دارای یک شیب عرضی در بستر جام هستند و با انحنایی در پلان جام ترکیب می شوند. در این مطالعه به منظور بررسی عددی میدان جریان بر روی پرتاب کننده‏ های‏ جامی مرکب از مدل عددی Flow-3D استفاده شده است. برای مدل سازی مدل هیدرولیکی سرریز شوت در مدل عددی Flow-3D، کل بدنه صلب سرریز به صورت سه بعدی در نرم افزار SolidWorks 2011 ساخته شد و با فرمت *.stl به مدل عددی Flow-3D معرفی گردید. میدان جریان با دبی های مختلف سیلابی در محدوده ی اعداد فرود 3.5 تا 7.5 در مدل عددی Flow-3D با نتایج آزمایشگاهی مدل مشابه مورد بررسی قرار می گیرد. در مدل عددی مورد مطالعه پس از بررسی چند مدل، زمان مناسب برای استخراج نتایج از مدل معادل 70 ثانیه مد نظر قرار گرفت. برای حصول بهترین پاسخ از مدل عددی Flow-3D و مقایسه گزینه های ممکن، شرایط مرزی و اولیه مناسب و نیز حساسیت سنجی مدل نسبت به پارامترهای گوناگون موثر در مدل سازی، آزمون های گوناگون صورت گرفت. حساسیت مدل‏های‏ عددی به شبکه‏ بندی و انفصال میدان حل همواره یکی از مسائل مهم در مدل‏های‏ عددی بوده است. در این مطالعه شبکه بندی‏ های‏ مختلف به صورت تک بلوکی و دو بلوکی در آزمون‏های‏ مختلف مورد بررسی قرار گرفت و بهترین شبکه بندی برای آزمون‏های‏ بعدی انتخاب شده است. در مجموع با تحلیل و بررسی مدلهای شبیه‏ سازی شده توسط مدل عددی Flow-3D و مقایسه نتایج آنها با نتایج مدل آزمایشگاهی به ازای هر سه پارامتر هیدرولیکی توزیع فشار بر روی بستر، سرعت و عمق متوسط جریان و با توجه به مدت زمان شبیه سازی ها و دقت نتایج حاصل از آنها، می توان مناسب ترین و کالبیره ترین مدل جهت شبیه‏ سازی پرتاب کننده های جامی مرکب دانست. دستیابی به چنین مدل کالبیره شده ای می تواند به منظور بررسی تغییرات پارامترهای هندسی جام های مرکب (انحنای جام، شیب عرضی بستر، ارتفاع لبه ی جام و...) در تحقیقات آتی مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده سرریزها و دریچه ها سازه هایی هستند که در اندازه گیری جریان آب در کانال های باز مورد استفاده قرار می گیرند. ورود رسوبات رودخانه ها به کانال ها از مشکلات عمده در شبکه های آبیاری و انتقال آب می باشد. روابطی که تاکنون بر اساس نتایج آزمایشگاهی برای ضرایب تخلیه سرریزها، روزنه ها و دریچه ها ارائه گردیده است بر اساس شرایط جریان آب عاری از رسوب استخراج و توسعه داده شده اند. بنابراین کاربرد این روابط در شرایط طبیعی نیازمند بررسی تاثیر بار معلق بر ضرایب هیدرولیکی می باشد که در طراحی و انتخاب این سازه ها از نظر فنی و اقتصادی فوق العاده موثر هستند. در این مطالعه سعی گردید با استفاده از شرایط مختلف هندسی و هیدرولیکی سرریز از قبیل ارتفاع سرریز، میزان دبی جریان و نوع سرریز پارامترهای اثرگذار تعیین و رابطه ضریب دبی در شرایط وجود بار معلق ارائه شود. در این مطالعه از مدل عددی کاملا سه بعدی Flow3D استفاده شده است که قابلیت شبیه سازی جریان حاوی رسوبات معلق و ته نشینی رسوبات در بخش های مختلف کانال را دارا می باشد. در شبیه سازی عددی رابطه Cd بر اساس عدد فرود جریان دارای ضریب تعیین R2 نسبتا بهتر و بالاتری نسبت به نتایج آزمایشگاهی می باشد. دلیل این مطلب را می توان در عدم توزیع غلظت بار معلق در آزمایشگاه و شرایط دشوار این عمل در مدل سازی آزمایشگاهی دانست. در مدل آزمایشگاهی نمی توان به طور کامل بار معلق را با نسبت مناسب در کل سیال تزریق نمود ولی در مدل عددی به راحتی می توان از مرز ورودی میزان غلظت جریان را بر واحد مترمکعب جریان به مدل اضافه و تزریق نمود که این نکته قابل توجه و مزیت مدل عددی در شبیه سازی این قبیل مسائل می باشد. رابطه کلی ضریب دبی جریان (Cd) به صورت ترکیبی از مقادیر عدد فرود جریان (Fr)، میزان غلظت جریان (S) و عمق جریان نسبی (yd/P) در سرریزهای جانبی در این مطالعه ارائه گردیده است.

پروژه های عمرانی با هزینه های زیاد در کشورهای مختلف اجرا می شوند و مشخص شده که اجرای برخی از این پروژه ها به طور نسبی و یا حتی کامل با موفقیت همراه نبوده و گاها ضررهای جبران ناپذیری پس از احداث این پروژه ها ایجاد شده است. شاید علت این امر، پیچیدگی های مربوط به پروژه ها و یا سایر پدیده های اقتصادی و اجتماعی باشد که به علت دشواری تحلیل عواملی و یا طولانی شدن زمان مطالعات، که عیوب و علاج بخشی آن نیز از دست رفته است. با بررسی انجام شده در مطالعه حاضر مشخص گردید که با مهندسی ارزش می توان از شروع مطالعات تا تکمیل فرآیند طراحی، ساخت، بهره برداری و نگهداری به عنوان ابزاری کارا سود برد و با نتایج آن به قسمتی از چالش ها و پیچیدگی های طرح های عمرانی فائق آیند. مهندسی ارزش یک روش تجربه شده در مدیریت است که از یک رویکرد سامان یافت برخوردار است مهندسی ارزش سازوکاری سیستماتیک و مشارکتی برای تحلیل عملکرد، سیستم ها، با هدف دستیابی به عملکرد مطلوب با حداقل هزینه ها برخوردار است. در این مقاله سعی گردیده علاوه بر معرفی مختصر مفاهیم و فرآیند اجرائی مهندسی ارزش در پروژه های عمرانی، روش های شناخته شده و متداول ارزیابی عملکرد پروژه ها و به لحاظ متدولوژی و راهکارهای مقایسه و همسوئی آن با مهندسی ارزش (که هدف اصلی مقاله می باشد) در بهبود طرح ها و پروژه ها مورد بررسی قرار گیرد. بر اساس نتایج مطالعه حاضر مشخص می گردد که با اعمال مهندسی در مقاطع زمانی مناسب و در گامهای مختلف که در این مطالعه تبیین شده آیا می توان انتظار داشت که با صرف حداقل هزینه به اهداف پروژه نائل آمد و از کارآمدی سرمایه گذاری در بخش مدیریت طرح های عمرانی که خود چالش اساسی برنامه های توسعه بخصوص در کشورهای جهان سوم، اطمینان بیشتری حاصل کرد.

امروزه مسئله آبشستگی در پایه پل ها یکی از مسائل مهم در علم مهندسی رودخانه و مهندسی سواحل می باشد. به طوری که اکثر تخریب ها در اثر وجود این پدیده به وقوع می پیوندند. بر همین اساس به کمک یک مدل فیزیکی که مشخصات و نتایج آن قابل دسترس بوده یک مدل عددی با نرم افزار Flow3D شبیه سازی شده است. و پارامترهای هیدرولیکی و آبشستگی پایه پل دایره ای در آن صحت سنجی و خطای بین مدل فیزیکی و عددی تعیین گردیده است. در مطالعه مدل فیزیکی چگالی آب ρ برابر با 1000 کیلوگرم بر متر مکعب، شکل مقطع پایه های پل دایره ای، فاصله بین پایه ها با نسبت قطر پایه ها متغیر و با نسبت های w/D= 0، 0.25، 0.50، 0.75، 1، 3 و سرعت متوسط جریان ورودی به مدل برای دبی 7.6 لیتر بر ثانیه معادل 0.25 متر بر ثانیه می باشد. با تغییر فاصله بین پایه های زوج، الگوی آبشستگی ناشی از وجود پایه ها نیز تغییر می کند. پس از استخراج نتایج سرعت و بردارهای سرعت برای مدل سازی های انجام شده مشاهده گردید که با افزایش فاصله بین پایه های پل سرعت منفی که نشان دهنده تشکیل گرداب در پشت پایه ها می باشد کاهش می یابد و به عبارت دیگر گرداب های تشکیل شده در پشت پایه پل هایی که فاصله آن ها از یکدیگر دورتر هستند ضعیف تر است.