فهرست مطالب

نشریه سد و نیروگاه برق آبی ایران
پیاپی 6 (پاییز 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/08/12
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مطالعه عددی بازدهی رسوب شویی در استخراج رسوب ته نشین شده در مخازن
    سید حسین مهاجری، اکبر صفرزاده صفحات 1-11
    در مطالعه حاضر یک مدل عددی جهت کنترل بازدهی رسوب شویی در مخزن سدها ارائه می شود که در آن میدان جریان و بار معلق جامد شبیه سازی گردیده اند. این مدل، یک مدل سه بعدی است که در آن معادلات حرکت (معادلات متوسط گیری شده ناویر-استوکس) همراه با معادله انتقال رسوب حل می گردند. در این مدل، از روش استاندارد برای مدل سازی آشفتگی استفاده شده است. مزیت اصلی مدل عددی حاضر استفاده از روش ریز شدن مش یا به اصطلاح AMR در شبکه بندی میدان جریان است. مدل ارائه شده برای مدل سازی دریاچه مخزن سد استرامنتیتزو در شمال کشور ایتالیا مورد استفاده قرار گرفت. در این مطالعه سه سناریوی مختلف رسوب شویی بر اساس هیدورگراف ورودی 5، 20 و 100 ساله، برای شبیه سازی عددی در نظر گرفته شد. بررسی ها نشان داد در سناریوی با هیدروگراف 100 ساله، با وجود بسته بودن خروجی تحتانی در بیش از نیمی از زمان شبیه سازی، حجم رسوب استخراج شده از مخزن بسیار بیشتر از دو سناریوی دیگر است.
    کلیدواژگان: رسوب شویی، مدل عددی، مدل k، epsilon، روش المان محدود، معادلات ناویر، استوکس
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تخمین پاسخ لرزه ای سدهای بتنی به کمک ماشین بردار پشتیبان
    ندا مهین خاکی، سیدمحمود حسینی، محمدرضا فدایی تهرانی * صفحات 12-19

    کاربرد روش ماشین بردار پشتیبان (SVM)، در تحلیل مسائل مهندسی رویکرد جدیدی است که در دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق از مدل SVM برای پیش بینی پاسخ لرزه ای سد بتنی تحت تاثیر بارهای لرزه ای استفاده شده است. برای فراهم کردن داده های آموزش مدل از تحلیل اجزاء محدود سد بتنی وزنی شفارود در نرم افزار ANSYS و جهت استفاده از ماشین بردار پشتیبان از نرم افزار WinSVM استفاده شده است. پس از تکمیل فرایند آموزش مدل، پاسخ لرزه ای به دست آمده از دو روش مورد مقایسه و راستی آزمایی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان دهنده توانائی بالای ماشین بردار پشتیبان در تعیین رفتار لرزه ای سدهای بتنی است. به طوری که خطای مدل در تمامی شرایط بارگذاری کمتر از 7 درصد بوده است؛ بنابراین، با توجه به امکان استفاده از داده های ثبت شده ابزار دقیق سدها برای آموزش ماشین بردار پشتیبان، استفاده از این روش جهت تعیین پاسخ سدهای بتنی تحت تاثیر بارگذاری های مختلف در شرایط نزدیک به واقعیت توصیه می شود.

    کلیدواژگان: ماشین بردار پشتیبان، پاسخ لرزه ای، سد بتنی، شفارود
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • منشایابی رسوبات ورودی به دریاچه سدها با استفاده از عناصر شیمیایی (مطالعه موردی: رودخانه قلجق در استان خراسان شمالی)
    علی اصغر قدیمی، سعید رضا خداشناس*، محمدرضا اکبرزاده، بیژن قهرمان صفحات 20-31

    امروزه فرسایش و رسوب گذاری مشکلات زیادی را در جهان به وجود آورده است. ازجمله این مشکلات پر شدن مخزن سدها در اثر رسوبات رودخانه ای و همچنین آلودگی منابع آبی در اثر رسوبات آلوده به مواد شیمیایی و میکروبی است. برای بررسی و مقابله با این مشکل راهکارهای مختلفی وجود دارد. یکی از روش های مرسوم منشایابی یا انگشت نگاری رسوبات است. اساس این روش یافتن منشا رسوبات رودخانه با استفاده از خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و... است. با یافتن منشا رسوبات و تثبیت آن، این امکان وجود دارد که بتوان از ورود آن ها به رودخانه ها جلوگیری کرد. هدف از انجام این پژوهش منشایابی رسوبات رودخانه قلجق در حوضه بارزو استان خراسان شمالی و سهم هریک از زیرحوضه های این حوضه در تولید رسوب بوده است. روش این تحقیق نیز، استفاده از تعیین میزان عناصر شیمیایی موجود در نمونه ها با کمک روش اسپکتروسکوپی (XRF) خواهد بود. در این پژوهش، نشان داده شده است که نتایج این روش تطابق مناسب و مطلوبی را با مشاهدات و بررسی های کیفی و میدانی از زیرحوضه ها دارد. نتایج حاکی از آن است که تقریبا همه زیرحوضه های حوضه بارزو در رسوب دهی حوضه سهیم هستند. دراین بین زیرحوضه D با سهمی به میزان 3/27 درصد از رسوبات کل حوضه، بیشترین نرخ رسوب دهی را دارد. در این حوضه دیمزارها در دامنه های پرشیب قرار دارند و عامل توپوگرافی در این زیرحوضه بیشترین نقش را در فرسایش دیمزارها دارد.

    کلیدواژگان: منشایابی، فرسایش و رسوب گذاری، اسپکتروسکوپی، رودخانه قلجق، استان خراسان شمالی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • برنامه ریزی روزانه تولید واحدهای آبی و حرارتی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات با ضریب اینرسی هوشمند
    ناصر قربانی، محمدحسین نصری، سید یاسر درخشنده صفحات 32-44
    مسئله برنامه ریزی روزانه واحدهای آبی و حرارتی، یکی از مسائل مهم سامانه های قدرت است که نقش اساسی در عملکرد اقتصادی سامانه قدرت دارد. برنامه ریزی واحدهای آبی و حرارتی باوجود قیود، یک مسئله بهینه سازی پیچیده و غیرخطی است که جهت بهینه سازی آن از الگوریتم های تکاملی استفاده شده است. در این مقاله جهت حل مسئله فوق الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات با ضریب اینرسی هوشمند پیشنهاد شده است. الگوریتم پیشنهادی یک نسخه بسیار قوی و هوشمند الگوریتم اجتماع ذرات است که در آن هر ذره یک ضریب اینرسی و درنتیجه سرعت منحصربه فردی جهت استخراج نقطه بهینه جهانی دارد. در الگوریتم پیشنهادی کنترل سرعت ذرات به صورت هوشمند و بر اساس هزینه به دست آمده هر ذره انتخاب می شود. جهت حل مسئله برنامه ریزی واحدهای آبی-حرارتی و جهت بررسی توانایی الگوریتم پیشنهادی، این الگوریتم بر روی دو سامانه گوناگون پیاده سازی شده است. نتایج به دست آمده نشانگر توانایی بالای الگوریتم پیشنهادی در استخراج نقطه بهینه مسئله برنامه ریزی واحدهای آبی-حرارتی است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی، واحدهای آبی، حرارتی، بهینه سازی، الگوریتم اجتماع ذرات، ضریب اینرسی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تحلیل لرزه ای مخازن متقارن محوری مجهز به تیغه های میراگر محیطی چندگانه با استفاده از روش المان مرزی
    محمدرضا شکاری مهرآبادی صفحات 45-57
    مخازن ذخیره سیال به عنوان سازه های ویژه باید پس از زمین لرزه نیز قابل استفاده باشند، زیرا جهت تامین نیازهای اولیه ازجمله آب رسانی در زمان آتش نشانی و آب مصرفی شهرها مورداستفاده قرار می گیرند؛ بنابراین شناخت مهندسی صحیح از رفتار لرزه ای این نوع سازه ها از جهت تامین ایمنی آن ها و هم برای کاهش هزینه های نگهداری ضروری است. در این تحقیق، تاثیر تیغه های میراگر پیرامون مخزن که دارای ابعاد و موقعیت های قرارگیری مختلف نسبت به کف مخزن هستند، بررسی می شود. در مدل توسعه داده شده با گسسته سازی سیال درون مخزن توسط المان های مرزی با کاربرد معادله لاپلاس، آنالیز مخزن صلب در قلمرو فرکانس و زمان انجام شده است. در ادامه تاثیر تیغه های میراگر بر فرکانس های طبیعی تلاطم، ارتفاع امواج تلاطمی، برش پایه و لنگر واژگونی تحت تحریکات هماهنگ و زلزله های السنترو و کوبه بررسی شده است.
    کلیدواژگان: مخازن نگهداری مایعات، تیغه های میراگر محیطی، المان مرزی، تحلیل فرکانسی و زمانی، امواج تلاطمی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • برنامه ریزی هماهنگ نیروگاه های آبی- حرارتی و تلمبه ای ذخیره ای با استفاده از روش محدودیت اپسیلون
    غضنفر شاهقلیان، مجید معظمی، مهدی مددی صفحات 58-68
    هماهنگ کردن واحدهای تولیدی با یکدیگر در بازار رقابتی اهمیت زیادی برای کسب درآمد بیشینه دارد. در این مقاله برنامه ریزی به مدار آمدن واحدهای نیروگاهی با در نظر گرفتن واحدهای آبی زنجیره ای و حرارتی در حضور واحدهای تلمبه ای ذخیره ای مورد بررسی قرار گرفته است. این مسئله یک مدل برنامه ریزی غیرخطی با توابع هدف نامحدب و ناهموار به منظور کمینه کردن هزینه های بهره برداری و میزان انتشار گازهای آلاینده در افق بهره برداری با در نظر گرفتن قیود بهره برداری و هیدرولیکی واحدهای حرارتی، آبی زنجیره ای و تلمبه ای ذخیره ای است. با توجه به چندهدفه بودن مسئله برنامه ریزی از روش بهینه سازی چندهدفه مبتنی بر روش اپسیلون-محدود استفاده شده است. در این مقاله مدلی بر اساس انرژی ذخیره شده در واحد تلمبه ای ذخیره ای ارائه شده است. با استفاده از مدل ارائه شده، واحد تلمبه ای ذخیره ای بصورت یک واحد ذخیره متمرکز در نظر گرفته می شود که می تواند به صورت تولید و یا بار مصرفی به شبکه اضافه شود. هدف گذاری در این مقاله بر مبنای مدیریت صحیح منابع آب و بهره برداری بهینه از دبی خروجی از سدها و مساعدت واحد تلمبه ای ذخیره ای در نگه داشتن منابع انرژی محدود و کاهش آلودگی ناشی از واحدهای حرارتی است. نتایج شبیه سازی و مقایسه آن با روش های موجود، نشان دهنده توانایی روش پیشنهادی برای حل مسئله مورد بررسی است.
    کلیدواژگان: بهینه سازی چندهدفه، واحدهای آبی، نیروگاه تلمبه، ذخیره ای
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • A Numerical Study on Efficiency of Reservoir Sediment Flushing
    Seyed Hossein Mohajeri, Akbar Safarzadeh Pages 1-11
    In this paper, we propose a numerical model to control and assess reservoir sediment flushing. The model can simulate flow field and suspended solid simultaneously. Specifically, the model solves 3-dimensional Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) equations together with sediment transport equation. Standard &kappa&epsilon&minus model is used for turbulence closure. The mesh generator works based on adaptive mesh refinement algorithm which gives the opportunity to accelerate the calculation time and expenses. The proposed model is applied to the Stramentizzo (Trentino, Italy) reservoir and to its catchment area. Three different scenarios based on 5, 20 and 100 years hydrograph and different opening condition of bottom outlet are implemented in the simulation. Comparison of total weight of sediments that are discharged through the bottom outlet during flushing and water level of reservoir after flushing shows that scenario 3 has higher efficiency in comparison to the other scenarios.
    Keywords: Flushing, Numerical Model, κε−Model, Finite Elements Method, Navier, Stokes equations
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Estimation of the Sismic Response of Concerete Dams Using Support Vector Machine
    Neda Mahinkhaki, Seyed Mahmood Hoseyni, Mohammad Reza Fadaei Tehrani Pages 12-19

    Application of Support Vector Machin (SVM), is a new approach to analyze engineering problems which has been considered in recent decades. In this study, the SVM model is applied to predict the seismic response of concrete dam under seismic loading. To provide training data, the finite element analysis software ANSYS is used in concrete gravity dams Shafarood. WinSVM software was used for support vector machin modeling, as well. After completing training process, seismic response resulted from the two methods were compared and verified. The results were validated the ability of support vector machine to determine the seismic behavior of concrete dams. as a matter of fact, the error is less than 7% in terms of loading. However, due to the use of data recorded instrument dams for training of support vector machine, the use of this method for determining the response of concrete dams affected by various loads, in conditions close to reality, is recommended.

    Keywords: Support Vector Machin, Seismic Response, Concrete Dam, Shafarood Dam
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Sediment Fingerprinting Entering the Lake Dam Using Chemicals (Case Study: Qoljoq River in North Khorasan province)
    Ali Asghar Ghadimi, Saeed Reza Khodashenas, Mohammad Reza Akbarzadeh, Bijan Ghahraman Pages 20-31

    Today, erosion and sedimentation has created many problems in the world. Some of these problems are: filling the reservoir of dams and pollution of water resources by contaminated sediments. There are different solutions to tackle with this problem. One of the common methods is fingerprinting or identification of sediments. The basis of this method is to find the sediment sources by using the physical, chemical and biological properties. By finding the source of sediments and fixing them, it would be possible to prevent sediments from entering the streams as much as possible. The purpose of this study is to identify Qoljoq river sediments in the basin Barzou (in the North of Khorasan Province). It was conducted by determination of Chemical parameters of sediments using spectroscopy method. The results have shown that almost all of the sub-basins are shareholder in sediment production of the basin of Barzou. D sub-basin with 27.3% of the total sediment of the basin has the highest rate of deposition among other sub-basins. Dry farming lands and steep slopes has the most effective role on Barzou basin degradation.

    Keywords: Erosion, Sedimentation, Identification, Sediment fingerprinting, Qoljoq River, Spectroscopy, North Khorasan Province
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Daily Hydrothermal Scheduling Using Particle Swarm Optimization with Smart Inertia Factor
    Naser Ghorbani, Mohammad Hossein Nasri, Seyed Yaser Derakhshandeh Pages 32-44
    Daily hydrothermal scheduling problem is one of the critical issues in power systems, playing a key role in economic performance of the system. Hydrothermal Scheduling problem with system's constraints is a challenging and non-linear optimization problem and evolutionary algorithms are used to solve this problem. This paper proposes particle swarm optimization method with smart inertia factor for solving hydrothermal scheduling problem.
    The proposed algorithm is a smart and powerful version of particle swarm optimization algorithm in which each particle has unique inertia coefficient and unique velocity for extracting global point. In the proposed algorithm inertia coefficients are controlled with respect to cost function in each population. In order to examine the proposed algorithm's capabilities and find optimum solution for hydrothermal scheduling problem, proposed algorithm is implemented on two test systems. The obtained results have shown high capability of proposed algorithm in extracting optimal points of hydrothermal scheduling problem.
    Keywords: Scheduling, Hydrothermal, Optimization, Particle Swarm Optimization, Inertia Factor
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Seismic Analysis of Axisymmetric Multi baffled Containers Using Boundary Element Method
    Mohammad Reza Shekari Pages 45-57
    Liquid storage tanks as special structures should be exploitated after ground shaking, because these structures are used to inhibit the fire and supply the urban water. So, plenary knowledge of the seismic performance of such structures is necessary to supply their safety and decrease the retention costs. In this study, the effects of baffle plates in different sizes and positions are investigated. Using the boundary element method the Laplace equation is solved in the rigid tank in both frequency and time domain. Then, the effect of baffle plate on the sloshing natural frequencies, sloshing height, base shear and overturning moment of liquid tank subjected to harmonic shakings, elcentro and kobe earthquekes ,are investigated.
    Keywords: liquid storage tanks, circumferential multi baffles, boundary element, frequency, time domain analysis, sloshing
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Joint Operation of Hydro-Thermal and Pumped-Storage Units Using Epsilon Constraint Method
    Ghazanfar Shahgholian, Majied Moazzami, Mehdi Madadi Pages 58-68
    This paper presents a finite element model to get a reliable estimation of the effect of sediment inertiaon seismic performance of concrete gravity dams considering interaction effects. The equivalent fluid assumption is used to show the sediment behavior. Water is assumed as compressible, inviscid fluid with small amplitude displacements and the dam is modeled as an elastic solid. Due to the complexity of a damreservoir-foundation system, the finite element method is an efficient tool for studying the dynamic response of concrete gravity dams in which the different boundary conditions can be simulated more appropriately. In order to seismic analysis, a computational procedure for two-dimensional finite element analysis of system subjected to seismic excitations is developed using Ansys software. The analysis is carried out in time domain considering dynamic excitations. Newmark time integration scheme is developed to solve the timediscretized equations which is an unconditionally stable implicit method. To demonstrate the effect of sediment on seismic performance of concrete gravity dams, the response of Pine Flat dam due to El Centro ground motion is presented as a case study. The model was analyzed and compared with the cases in which the reservoir is assumed without sediment and with 20% volume of sediment. Obtained results show the amplification effect of sediment on seismic response of model.
    Keywords: Multi Objective Optimization, Hydro Unit, Pumped, Storage Power Plant
    Abstract View Paper Original: Persian