فهرست مطالب سید حامد معراجی
-
در این مقاله برای شبیه سازی پیشروی موج ناشی از شکست سد بر روی بستر خشک با مانع و همچنین پیشروی موج منظم بر روی یک مانع نفوذناپذیر (دیوارساحلی شیبدار) از مدل هیدرودینامیک ذرات هموار نسبتا تراکم پذیر (WCSPH) استفاده شده است. مدل WCSPH یک مدل عددی لاگرانژی بدون شبکه دو بعدی بوده و سیال را به صورت کمی تراکم پذیر در نظر می گیرد و علاوه بر حل معادلات حاکم بر سیال لزج برای بدست آوردن میدان سرعت و چگالی، از حل معادله حالت برای بدست آوردن فشار استفاده می کند. برای شبیه سازی آشفتگی سیال در روند پیشروی موج بر روی بستر با مانع، از مدل آشفتگی SPS که بوسیله تیوری شبیه سازی گردابه های بزرگ (LES) بدست آمده، استفاده شده است. در تحقیق حاضر، برای بررسی دقت مدل در شبیه سازی پیشروی موج بر روی یک مانع نفوذناپذیر، نتایج مدل عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است. همچنین نتایج مدل عددی حاضر با نتایج مدل عددی محققین پیشین مورد مقایسه قرار گرفت، که نتایج مدل عددی حاضر از تطابق بهتری با نتایج آزمایشگاهی برخوردار بود. نتایج مدلسازی نشان داد که بسیاری از پدیده های پیچیده که در پیشروی موج در برخورد با مانع اتفاق می افتد، مانند پرش هیدرولیکی، شکست موج و بازتاب های جزیی به خوبی با استفاده از روش WCSPH قابل مدلسازی است. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل عددی تهیه شده، ابزاری قوی جهت شبیه سازی پیشروی موج ناشی از شکست سد و موج منظم می باشد.کلید واژگان: مدلسازی عددی, هیدرودینامیک ذرات هموار, پیشروی موج, شکست سد, موج منظم}In this paper, a linear Lagrangian numerical model is used for simulating the wave propagation due to dam breaks on a dry bed with a hump, as well as the regular wave propagation on impermeable sloped sea wall, called the relatively compact (GCM) hydrodynamic model of relatively compact particles (WCSPH). This model is two-dimensional and considers the fluid to be weakly compressible. In addition to solving the viscous fluid governing equations for velocity and density field uses the state equation for obtaining the pressure. This reduces the computational volume compared to the base method of the particle hydrodynamic model. To simulate fluid turbulence in the wave propagation process due to dam break on a dry bed with a hump and regular wave propagation on impermeable sloped sea wall the SPS turbulence model, which was obtained by large eddy simulation (LES) approach was used. The results of numerical simulations were compared with laboratory experiments. Also, the results of present numerical model were compared with the other numerical model. The results shown, the WCSPH computations produce better results than those of other numerical model, with respect to the experimental data. The modeling results show that many complex phenomena that occur in wave propagation over a hump, such as hydraulic jump, wave breaking and partial reflections can be well modeled using the WCSPH method. The results of this study show that WCSPH method provides a useful tool to investigate the wave propagation due to dam break and regular wave over impermeable hump.Keywords: Numerical modelling, smoothed particle hydrodynamic, wave propagation, Dam Break, regular wave}
-
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال پنجاهم شماره 4 (پیاپی 101، زمستان 1399)، صص 61 -71از آنجا که رودخانه های طبیعی به ندرت در مسیری مستقیم جریان دارند و معمولا در الگویی نامنظم مسیر خود را طی می کنند، لذا مطالعه جریان در کانال-های خمیده و قوسی شکل در بررسی ریخت شناسی رودخانه ها همواره از اهمیت زیادی برخوردار بوده است. از طرفی احداث هر گونه مانع مانند پایه پل و صفحات مستغرق در مقابل جریان باعث پدید آمدن آبشستگی موضعی در اطراف مانع می شود. مقایسه این آبشستگی نسبت به آبشستگی ناشی از قوس بدون سازه در جریان های نزدیک به سرعت بحرانی می تواند برای مهندسان رودخانه جذاب باشد. در این مقاله به بررسی آزمایشگاهی آبشستگی موضعی قوس تند تحت تاثیر سازه های پایه ی پل منفرد و صفحات مستغرق منفرد و دوتایی پرداخته شده و این آبشستگی موضعی با آبشستگی قوس بدون سازه هیدرولیکی مقایسه شده است. نتایج آزمایشات نشان داد که استفاده از دو عدد صفحه مستغرق با فاصله ی مرکز تا مرکز صفحات معادل قطر پایه پل منفرد، علاوه بر کاهش 30 درصدی عمق آبشستگی نسبت به تک پایه، تاثیر زیادی در جلوگیری از پیشروی رسوبات به سمت به پایین دست کانال دارد. بحث پیرامون نتایج بدست آمده از این تحقیق از قسمت های دیگر این مقاله است.کلید واژگان: صفحات مستغرق, پایه ی پل منفرد, قوس تند, الگوی آبشستگی}Journal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:50 Issue: 4, 2021, PP 61 -71Flow Study in Curved and bended channels in investigation of river morphology has very importance, because natural rivers rarely run in a direct flow and usually travel along an irregular pattern. On the other hand, the construction of any barrier, such as the bridge pier and submerged vanes in front of the current, would prevent local scouring around the barrier. Comparing this scouring to the scouring due to bend-free structure in flows that are near to critical speed can be appealing to river engineers. In this paper, the local scouring of sharp bend has been investigated in laboratory under the influence of individual bridge pier structures and single and double submerged vanes, also this local scouring has been compared with scouring due to bend without hydraulic structure. The results of the experiments showed that the use of two submerged vanes with center-to-center spacing equivalent to the diameter of the single bridge pier, in addition to reduce the scour depth by 30% relative to the single, has great influence in prevention of the sediments progression towards the channel downstream. The discussion about the results of this research is other parts of this article.Keywords: Submerged vanes, Single Bridge Pier, Sharp Bend, Scour Pattern}
-
ارزیابی روسازی های در حال بهره برداری با استفاده از آزمایش سقوط وزنه ی خیزسنج از ضروری ترین مولفه های سیستم مدیریت روسازی در بسیاری از کشورهاست. تخمین ویژگی های لایه ی روسازی در حال خدمت به منظور تخمین عمر باقیمانده ی روسازی و همچنین عملیات نگهداری روسازی، همواره مورد توجه پژوهشگران و مهندسان روسازی بوده است. از طرف دیگر، محاسبات بازگشتی به طور گسترده به منظور تخمین ویژگی های لایه ی روسازی استفاده می شود. در اغلب روش های محاسبات بازگشتی، از نرم افزارهای تجاری، نظیر: آباکوس، انسیس و غیره برای به دست آوردن توزیع تنش، کرنش و جابه جایی ها استفاده می شود. اما مسئله ی مذکور، ترکیب آن با موتور بهینه سازی را با مشکل مواجه کرده و الگوریتم های ذکر شده نیاز به استفاده از داده های تحلیلی مصنوعی از قبل تولید شده برای فضای جستجو دارند. در نتیجه، تعداد تکرارها زیاد می شود و زمان محاسبات افزایش می یابد. در نوشتار حاضر، از روش عددی دیفرانسیل کوادرچر (DQ) برای تحلیل روسازی استفاده شده است. با ترکیب روش اخیر و الگوریتم بهینه سازی جستجوی هارمونی، یک مدل محاسباتی کارا برای محاسبه ی تغییرمکان سطح رویه به گونه یی که بتواند به طور موثری زمان محاسباتی برای محاسبه ی معکوس را کاهش دهد، گسترش داده شده است. نتایج حاصل از مطالعه ی حاضر با جمعیت متفاوت نشان داد که در روش مورد نظر می توان در کمتر از 20 تکرار و با خطای بیشینه ی 0٫13٪ به مدول کشسانی لایه های روسازی دست یافت.
کلید واژگان: {روش دیفرانسیل کوادرچر, الگوریتم بهینه سازی جستجوی هارمونی, محاسبات معکوس, FWD} -
در نوشتار حاضر، توسعه ی روش نوین دیفرانسیل کوادراچر در حوزه ی شبیه سازی عددی مخازن نفتی و جریان سیال در محیط متخلخل ارائه
شده است. جریان سیال در مخازن نفتی از یک معادله ی دیفرانسیل جزئی پیروی می کند که برای حل آن از روش دیفرانسیل کوادراچر (DQM) استفاده می شود. در این راستا، روش دیفرانسیل کوادراچر که بر روی یک شبکه پیاده سازی شده است، کاملا تشریح شده است. جهت حل عددی معادلات، از روش دیفرانسیل کوادراچر و تفاضل مرکزی به ترتیب جهت گسسته سازی مشتقات مکانی و زمانی استفاده شده است. برای ارزیابی و حل عددی، چند مسئله ی نمونه ی یک بعدی و دو بعدی حل و نتایج با حل تحلیلی و داده های روش تفاضل محدود مقایسه شده است. نتایج حاصل، حاکی از تطابق خوب نتایج به دست آمده با نتایج حل تحلیلی است. همچنین حل حاصل از روش تفاضل محدود، نشانگر سرعت بیشتر در رسیدن به دقت موردنظر و هزینه ی محاسباتی کمتر است.کلید واژگان: حل عددی, مخازن نفتی, روش دیفرانسیل کوادراچر, محیط متخلخل} -
روش های مختلفی برای کاهش آبشستگی موضعی اطراف پایه پل ارائه شده است .استفاده از صفحات مستغرق (Submerged Vanes) از جمله روش هایی است که مورد توجه محققین قرار می گیرد. صفحات مستغرق سازه های مستطیلی نازکی هستند که به لحاظ داشتن زاویه با جهت جریان ناحیه پرفشار و کم فشار در دو طرف آن ها ایجاد می شود. این سازه ها باعث ایجاد گرداب ثانویه و تغییر الگوی جریان در کف رودخانه و در نتیجه تغییر انتقال رسوب و آبشستگی می شوند. عملکرد صفحات مستغرق برای کاهش آبشستگی پایه پل و حرکت رسوب از اطراف صفحات به علت ایجاد جریان رو به پایین در جلوی آن ها تحت تاثیر نحوه قرارگیری صفحات می باشد. این صفحات در مقطع عرضی کانال طراحی و با زاویه کوچکی نسبت به جهت جریان به صورت عمود در بستر نصب می شوند. در این تحقیق به منظور کاهش آبشستگی موضعی پیرامون پایه پل منفرد مستقر در راس قوس، از صفحات مستغرق استفاده گردید. بدین منظور پایه پل استوانه ای شکل به قطر 5 سانتی متر در کانال آزمایشگاه با قوس 180 درجه تند، عرض یک متر در شرایط آب زلال با u⁄u_c =0/98 با دبی70 لیتربرثانیه و عمق 18 سانتی متر انجام گردید. صفحات مستغرق نامبرده از جنس پلکسی گلس با عرض 5/1 برابر قطر پایه، ضخامت یک سانتی متر و کارگذاری در زاویه 25 درجه نسبت به افق با ارتفاع خارج از بستر 5/4 سانتی متر استفاده گردید. براساس نتایج این تحقیق کاهش 20 درصدی طول هم پوشانی صفحات مستغرق عمق حفره آبشستگی اطراف پایه را 30 درصد کاهش می دهند.کلید واژگان: آب زلال, آبشستگی, پایه پل, صفحات مستغرق, طول هم پوشانی صفحات مستغرق}Local scour around bridge pier is one of the important problem in bridge stability against water flow that is created due to hole scour around bridge pier and castrates its stability. So as, providing methods for control and scour reduction around bridge pier have very importance. Yet different methods have been proposed for preventing and reducing the local scouring around the bridge pier. Use of Submerged Vanes is one of the methods that researchers are interested in. Submerged plates are thin rectangular structures that because of having angle with the flow direction, is created high pressure and low pressure region on both sides. These structures create a secondary vortex and change the flow pattern in the river bed and as a result, change the sediment and scour transmission. Submerged vanes performance to reduce the bridge pier scouring the sediment movement around the vanes due to the downward flow in front of them, are affected by the layout of the plates. These vanes are designed in cross section of the channel and fixed with a little angle relative to flow direction perpendicularly on bed. In this research, submerged vanes were used to reduce the local scour around the single bridged pier located in bend head. Effective variables in this study were vanes overlapping length, space of submerged vanes from bridge pier center and space of submerged vanes from each other perpendicular state on flow direction. For this purpose, a cylindrical bridge pier to diameter 5 cm in the laboratory was performed with a sharp bend 180 degree with central radius to channel width ratio equal 2, a width 1 meter and height 90 cm with straight direction length of bend upstream 6.5m and straight direction length of bend downstream 5m in clear water conditions( u)⁄u_c =0/98 with water discharge of 70 liters per second and depth 18cm. The submerged vanes were Plexi Glass with width 1.5 equal pier diagonal (7.5cm), thickness equal 20% pier diagonal and located in 25 angle relative to horizon with height of out of bed 4.5cm (submergence percent 0.75) with sitting vanes center in the middle of channel (50% channel width from inner shore, with overlapping length (Lcv) 80 and 100% and intervals of submerged vanes from each other perpendicularly on flow direction 5 and 10cm (Lvv/D)=1.2 in position 83 and 79.5 degree from beginning of the bend (interval equal 5 and 7.5 pier diameter toward upstream from located pier site) (Lvp/D=5, 7.5). According to the results of this study, the 20 percent reduction in the overlapping length of the submerged vanes decreases the depth of the scour hole around the bridge pier about 30 percent. Also use of submerged vanes, is transferred location of maximum scour depth to a place near than pier and limited width of scour hole around pier. Furthermore, submerged vanes limit sedimentation region to 0-12% channel width from inner shore and in 70-127 degree from the beginning of the bend. Minimum and maximum scour in hole around pier with submerged vanes is created 0.53 and 0.65 equal flow depth in the beginning of the bend in V80-5-2 and V100-7.5-1 Tests, respectively. The discussion about the results of this research is from the other parts of this article.Keywords: Clear water, Scouring, Bridge Pier, Submerged Vanes, Submerged Vanes Overlapping Length}
-
تحلیل پاسخ روسازی راه اعم از جابجایی، کرنش و تنش ناشی از بارهای آنی وارده، یکی از چالش های مهم طراحی روسازی است. برای تحلیل عددی این مسئله می توان روش های متعددی همچون اجزاء محدود، اجزاء مرزی و غیره را به کار گرفت اما از آنجایی که در همه مسائل، دقت بیشتر و زمان کمتر رسیدن به پاسخ، انگیزه اصلی است، در این پژوهش، روش نوین دیفرانسیل کوادرچر (DQM) به کار گرفته شده است. در بیشتر پژوهش های انجام شده تا به امروز، رفتار روسازی انعطاف پذیررا به صورت الاستیک در نظر گرفته اند، درصورتی که لایه بتن آسفالتی (AC) سازه روسازی، به صورت ویسکوالاستیک رفتار می کند. نظریه ویسکوالاستیسیته، یک دیدگاه قدیمی است اما کاربرد آن در مدل سازی روسازی انعطاف پذیر، با توجه به اثر توام ساختار لایه ای روسازی و رفتار ویسکوالاستیک مخلوط آسفالتی، کار مدل سازی را پیچیده تر می سازد. در این پژوهش، نخست، با انتگرال گیری افزایشی اصل تطابق بولتزمنو بکارگیری مدل ماکسول-ویچرت تعمیم یافته برای رفتار ویسکوالاستیک، معادلات حرکت افزایشی سه بعدی تقارن محوری بدست می آیند و با استفاده از DQM گسسته سازی می شوند. سپس مثال هایی به منظور صحت سنجی مدل سه بعدی تقارن محوری لایه ای با رفتار ویسکوالاستیک خطی با بکارگیری روش المان دیفرانسیل کوادرچر (DQEM) ، مدل سازی و نتایج حاصل از این روش با حل های تحلیلی و نتایج روش اجزا محدود (نرم افزار آباکوس) مقایسه می گردد. در پایان، سازه روسازی انعطاف پذیر با رفتار ویسکوالاستیک خطی تحت بارگذاری سینوسی و به صورت شبه استاتیکی تحلیل شده و تاثیرات پاسخ ویسکوالاستیک روسازی تحت بارگذاری بار سرعت های مختلف وسیله نقلیه و همچنین تنش و کرنش کششی زیر لایه AC، تنش قائم روی بستر و جابجایی قائم سطح روسازی که به طور معمول در طراحی روسازی مورد استفاده قرار می گیرند، بررسی می شوند.کلید واژگان: روسازی انعطاف پذیر_ رفتار ویسکوالاستیک خطی, روش المان دیفرانسیل کوادرچر, تحلیل شبه استاتیکی}Analysis of road pavements responses such displacements, strains and stresses resulting from imposed impulsive loads, is one of the most important issues in pavement design. Various methods such as finite element, boundary element etc. can be used for analysis of this problem, but, as in all matters, the main goal is to reach high accuracy while spending less time for analysis, in this research, a new method of differential quadrature method (DQM) is used. In most studies implemented to date, the behavior of flexible pavement is considered as an elastic material but the asphalt concrte (AC) layer on top of the flexible pavement, behave as a viscoelastic material. The theory of viscoelasticity is an old subject, but its application in flexible pavement modeling, due to the time-dependent behavior of the viscoelastic materials and also the layered structure of flexible pavement, complicates the modeling.
In this paper, first, with incremental integration of Boltzmann's correspondence principle and using the generalized Wiechert model for viscoelastic behavior, incremental equilibrium equations of 3D axisymmetric condition are obtained and discritized in spatial domains using DQM. Then, in order to verificate, three-dimensional multilayered viscoelastic problems are modeled using Differential Quadrature Element method (DQEM), and the results of this method are compared with analytical solutions and finite element method (ABAQUS software) results. In the end, a flexible pavement structure with viscoelastic behavior under sinusoidal loading is simulated quasi-statically, and the effects of the viscoelastic response of the pavement under loading with different speed of vehicles as well as several performance indicators such as tensile stress and tensile strain under the AC layer, vertical stress on the subgrade, and vertical displacement of the pavement surface, which are commonly used in the design of the pavement, are investigatedKeywords: Pavements, ABAQUS, DQEM, Weichert model} -
آب شستگی موضعی اطراف پایه ی پل، پدیده یی است که اگر به درستی به آن پرداخته نشود، می تواند باعث تخریب پل شود. در پژوهش حاضر، به بررسی الگوی آب شستگی پیرامون زوج پایه های هم گرا و واگرا)$\L a m b d a$ شکل و V شکل(مستقر در موقعیت های مختلف قوس تند 180 درجه پرداخته شده است. کانال مورد استفاده با زاویه ی قوس 180 درجه، عرض 1 متر و شعاع مرکزی 2 متر در رده ی قوس های تند قرار می گیرد. آزمایش ها در شرایط آستانه ی حرکت با قطر مصالح 1٫5 میلی متر انجام شده و نتایج به دست آمده نشان داده اند که شکل پایه در نحوه ی آب شستگی تاثیر به سزایی دارد و می تواند باعث تغییر موقعیت عمق بیشینه از پایه ی اول به پایه ی دوم و بالعکس شود. عمق بیشینه ی آب شستگی با استقرار زوج پایه ی V شکل در موقعیت 90 درجه اندازه گیری شده است که معادل 97\٪ عمق جریان است. بحث و نتیجه گیری تفصیلی پیرامون آزمایش ها در نوشتار حاضر ارائه شده است.
کلید واژگان: آبشستگی, آب شستگی, زوج پایه کج, زوج پایه ی کج, قوس تند 180 درجه, زمان تعادل نسبی, توپوگرافی بستر}One of the issues in river engineering is bridge protection in a way that bridges suffer the minimum damage during a flood. In many cases, due to the limitations, bridges are constructed on a river bend. The purpose of this research is to investigate the effect of constructing convergent and divergent (V-shaped & A-shaped) coupled bridge piers and their position in parallel to the flow on a steep 180-degree bend bed topography. This research was performed on a laboratory channel at Persian Gulf University of Bushehr, Iran. The channel has a width of 1 meter, and a steep bend with a central radius to channel width ratio of 2 and a 180-degree bend. In the upstream and downstream of the bed, there are direct routes with lengths of 6.5 and 5.1 meters, respectively. For the experiments, PVC piers with 5 cm diameter a 21-degree angle to the vertical axis, materials with an average diameter of 1.5 mm and standard deviation of 1.14 were used. All the experiments were performed with flow velocity to critical velocity ratio of 0.98 (U/Uc=0.98) and constant depth of 18 cm at the beginning of the bend and 70 l/s discharge. The results show that the maximum depth of the scour hole occurs adjacent to the V-shaped coupled piers established at the position of 90 degree. By changing the piers from V-shaped to A-shaped at 60 and 90 degrees positions, the maximum scour hole is transfered from the adjacency of the upstream pier to the adjacency of the downstream pier, and by changing the position of the piers from the bend's upstream towards the downstream, the development of the maximum scour hole decreases. The highest scour depths were measured in the main hole and the second scour hole and also the highest sedimentation were measured as 0.97, 0.93 and 0.58 times the flow depth at the starting point of the bend respectively. In this paper, the results are discussed and analyzed.
Keywords: Scour, Inclined Twin Bridge Piers, 180-Degree Steep Bend, Relative Balance Time, Bed Topography} -
منابع آب زیرزمینی در آبخوان های استان بوشهر به شدت تحت تاثیر عواملی نظیر نزدیکی به دریا، شوری بالا، قرارگیری بر روی منابع عظیم نفت و گاز و همچنین پساب کشاورزی قرار دارند. بنابراین لزوم ارزیابی وضعیت کیفی آب امری ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش با آزمایش و تعیین پارامترهای شیمیایی نمونه آب های برداشتی از چاه های آب شرب در استان بوشهر در طی مهر و موم های 1387 تا 1390، شاخص های کیفی آب (WQI)و سایر پارامترهای شیمیایی موثر محاسبه شد. تعداد 360 نمونه آب در مهر و موم های 87 تا 90 (4 دوره)، از چاه های مورد بهره برداری در نقاط مختلف استان جمع آوری شد . با رسم منحنی های هم شاخص کیفی آب زیرزمینی، نمایی واضح از کیفیت آب در شهرستان های مختلف استان بوشهر به دست آمد. بر این اساس، آب در شهرستان جم بهترین کیفیت را دارد و پس از آن به ترتیب شهرستان دشتستان و شهرستان دشتی قرار می گیرند. شهرستان کنگان در مقایسه، نامناسب ترین کیفیت آب را دارا می باشد. به طور کلی، روند تغییرات کیفیت آب زیرزمینی در استان بوشهر در طی مهر و موم های مورد مطالعه منفی است و مدیریت منابع آب زیرزمینی در استان بوشهر ضروری به نظر می رسد.کلید واژگان: آبخوان, استان بوشهر, شاخص کیفی آب زیرزمینی}Groundwater resources in Bushehr province aquifers are strongly affected by the factors of agricultural wastewater, closeness to sea, high salinity, and lying over oil and gas fields. Therefore, it seems to be important to evaluate groundwater quality in the study area. In this study, 360 water samples from different parts of the province were collected from wells, during 1387-1390. Cations and anions as well as chemical parameters were analyzed. Water Quality Index (WQI) and other effective chemical parameters were calculated. Ground water quality index (GWQI) map in the study area reveals that groundwater quality order is as Jam>Dashtestan>Dashti. Quality of water in Jam meets the highest quality among all and Kangan city has non-suitable drinking water. In general, groundwater quality in Bushehr province do not meet the water quality standards for some quality parameters and therefore it needs to be managed in Bushehr province.Keywords: Aquifer, Bushehr province, Groundwater quality index, WQI}
-
در این مقاله، سعی شده با استفاده از یک مدل بهینه یابی، به تعیین بهترین ضرایب موجود در رابطه تخمین ابعاد حفره آبشستگی پرداخته شود.از این رو در تحقیق حاضر برای تعیین بهترین ضرایب و توانهای مجهول در روابط پیشنهادی، از الگوریتم فراکاوشی PSOبا همسایگی فراگیر و همسایگی محلی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد جواب حاصله از این مدلها در مقایسه با روابط پیشنهای در تحقیقات پیشین از دقت بسیار بالاتری برخوردار بوده و برازش با حداقل انحراف، حاصل شده است. همچنین با تحلیل حساسیت بر پارامترهای موثر بر روش PSO مشخص شده که در میان این دو مدل، جوابهای حاصل از مدل با همسایگی محلی از کیفیت بهتری برخوردار می باشد. تحلیل حساسیت انجام شده در مورد تاثیر پارامترهای مختلف بر ابعاد حفره آبشستگی نشان داد که عدد رینولدز، قطر متوسط بی بعد شده مصالح و فرم بی بعد شده زمان نسبت به سایر پارامترهای تاثیر گذار بر ابعاد حفره آبشستگی در شرایط تعادل حفره آبشستگی در درجه دوم اهمیت قرار دارند از این رو این پارامترها را می توان از بین پارامترهای تاثیرگذار بر ابعاد چاله آبشستگی حذف کرده بدون اینکه تغییر چندانی در دقت رابطه ارایه شده نهایی ایجاد شود. در شرایطی که حفره آبشستگی بعه شرایط تعادل نرسیده تنها پارامتر عدد رینولدز جت بر ابعاد حفره آبشستگی تاثیر کمتری دارد و می توان این پارامتر را از میان پارامترهای تاثیر گذار بر ابعاد حفره آبشستگی حذف کرد.کلید واژگان: آبشستگی, جت دیواره ای, ابعاد حفره آبشستگی, الگوریتم بهینه سازیPSO}The interaction between the jets and the loose beds may cause scour hole formation. The scour hole developments may cause structural instability of the structures and increases the damage probability of the structures. Hence the scour hole dimensions estimation is an important subject for engineers. Many investigators worked on the effective parameters on scour hole dimensions due to plane wall jets. They have presented many different equations to estimate the scour hole dimensions. The equations may be used on a specific range of the effective parameters. Using the width range of the available experimental data the appropriate equations are developed. Using the dimensional analysis the non dimensional parameters such as Froude densimetric, Reynolds number, non-dimensional form of the sediment size, standard deviation of the sediment mixture, tailwater depth, non dimensional form of the channel width and non dimensional form of the time were obtained. Authors tried to use an optimization procedure to develop the equations. As, generally, solving the optimization models is impossible using the analytical procedure, recently new metaheuristic methods are used to find the optimum results. So, in this research PSO algorithm was used to find of the unknown exponents and coefficients leading to the best result of proposed equations. Two different algorithms local PSO (LPSO) and Global PSO (GPSO) were used to find the unknown coefficients and exponents. Sensitivity analysis of the algorithms showed that the algorithms proposed different coefficients and exponents for different values population. Among the proposed coefficients and exponents one set of them are the best with minimum error. Comparsion between the experimental data and previouse prposed equations confirms strong scatter. Hence, in this type of problem using the metaheuristic algorithm and sensitivity analysis are recommended. The analysis of the results showed that the scour hole depth due to plane wall jets, is increasing funcions of densimetric Froude number, tailwater depth, time, and non dimensional form of the channel width. However, this parameter is a decreasing function of sediment gradation and non dimensional form of the sediment size. Similar trends were also observed for maximum ridge height formed at the downstream of the scour hole. The distance of the maximum height of the ridge is also an increasing function of densimetric Froude number, time, non dimensional form of the channel width, and Reynolds number of the jet. However this parameter is an decreasing function of standard deviation of the sediment mixture and tailawter depth. The sensitivity analysis of the effective parameters on scour hole dimension to find the more effective parameters were conducted. The latter analysis showed that Reynolds number, non dimensional form of the sediment size and non dimensional form of time has secondary effect on scour hole dimensions due to plane wall jets. However, the jet Reynolds number has the secondary effect on temporal variations of scour hole dimensions. The latter parameters were omitted from the effective parameters on scour hole dimensions without sensitive decreasing of equation accuracy.Keywords: Scour, Plane wall jets, PSO Algorithm}
-
مدلسازی عددی آبکشی محل اجرای حوضچه پمپاژ در روش آبگیری باز از دریاها با استفاده از نرم افزار MODFLOWحوضچه پمپاژ، یکی از مهمترین سازه ها در روش آبگیری باز از دریاها بوده که اجرای آن مستلزم پایین آوردن تراز آب زیرزمینی با رویکرد عدم نفوذ آب دریا به محل اجرای آن می باشد. در این مقاله دو رویکرد متداول کاهش تراز آب زیرزمینی به وسیله چاه های آبکش بزرگ و چاه های آبکش نقطه ای جهت اجرای حوضچه پمپاژ کارخانه آب شیرین کن شهر بوشهر، با کمک نرم افزار MODFLOWبه عنوان شبیه ساز، مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق با در نظر گرفتن تعداد 26 عدد چاه آبکشی بزرگ (با دبی برداشت 5/0 تا 5/5 لیتر بر ثانیه) و 119 عدد چاه نقطه ای (با دبی برداشت 1/0 تا 0/1 لیتر بر ثانیه)، نتایج نشان دهنده کارایی هر دو روش بوده و همچنین با آنالیز حساسیت نسبت به میزان نفوذپذیری خاک محل به عنوان پارامتر متغیر در زمان و مکان، مشخص شد در مواقع عدم قطعیت نسبت به پارامتر نفوذپذیری، سیستم آبکشی نقطه ای دارای کارایی بهتری می باشد.کلید واژگان: آبکشی, چاه های آبکش بزرگ, چاه های آبکشی نقطه ای, سواحل بوشهر}Pump basins are important structures in open sea water intakes. Dewatering construction site of these structures with no leakage inside the site is an essential issue. Throughout this paper, two common aspects of dewatering systems, namely big wells and well points are evaluated to make the construction site of the pump basin ready at the intake system of Bushehr desalination installations. To achieve this, MODFLOW software was employed to model the dewatering systems with results demonstrating the performance of the considered dewatering methods. According to the observed results, to have an efficient dewatering system, a number of about 26 wells as high capacity ones (well discharges ranging from 0.5 to 5.5 lit/s)are needed vs. 119 well points (well discharges ranging from 0.1 to 1.1 lit/s). In addition, sensitivity analysis of the system, as regards the variation of soil conductivity (in both space and time) proves that the well point system is more efficient than the high capacity well system, for dewatering an uncertain site.Keywords: Dewatering, big well, well point, Bushehr beach}
-
تعیین موقعیت هندسی سطح آب در پروژه ها و زمین های کشاورزی از دیرباز مورد توجه ویژه محققین و مهندسین بوده است. این امر معمولا با ساده سازی معادلات حاکم بر جریان در محیط متخلخل و حل تحلیلی آنها و یا با بکاربردن روش های عددی مانند تفاضلات محدود و حل معادله دیفرانسیل غیرخطی بوزینسک انجام شده است. در این تحقیق از روش عددی Differential Quadrature که در سایر زمینه های علمی مانند مکانیک جامدات توسعه یافته، جهت تعیین عمق سطح ایستابی بین دو کانال آبیاری موازی در یک آبخوان با کف ناتراوا (مسطح و شیبدار) در حضور و عدم حضور تغذیه سطحی بکار رفته است. سپس نتایج حاصل از آن با نتایج حل تحلیلی و حل عددی به روش تفاضالات محدود مقایسه شده که نتایج رضایت بخشی از این قیاس بدست آمده است. از مزایای این روش، تعداد به مراتب کمتر گره های شبکه بدون از دست دادن دقت مسئله و در نتیجه کاهش زمان محاسبات و هزینه می باشد.کلید واژگان: معادله بوزینسک, مدلسازی عددی, سطح آب, DQM}In many of agricultural land water table is raised because of seepage from canal and surface recharge. This raised is gradually caused some problem appear in land such as waterlogging and salinity, ultimately leading to land degradation. Therefore development of agriculture and economics in that region are endangered. It is necessary before problems appear engineers and researchers consider the variation of the groundwater table.In this article that problem has selected which shows an aquifer lied on a slopping impervious barrier which is discharged by a constant discharge from the surface and two canals with (L) horizontal distance. The initial water table is located horizontally h0 above the either horizontal or slopping bottom. After recharge and canal commencement, water table starts to rise. The rate of rising depends on the rate and duration of recharge and seepage from canal.
In this article, application of DQM in discretization of governing equations for chosen case study and formulation of the problem is presented. For further comparison and find more reliable answer are used three method for discretization of governing equation:1-Explicit Scheme,2-Implicit Scheme,3-Semi Implicit Crank Nicholson Scheme.
This investigation confirm that DQM has vast capability and simplicity to produce accurate results which is satisfactory compatible with Finite Difference numerical model as well as whit analytical solution while is highly efficient in time and low cost of running. The discretization scheme in this method does not establish large sets of simultaneous equation to be solved and is not sensitive to the number of grids in its mesh. There for with a very small number of grids comparing to a very large number of required grids in Finite Difference scheme produce very accurate results close to analytical solution results and create exactly the same results as Finite Difference scheme produce.Keywords: Boussinesq equation, Numerical modeling, DQM} -
طراحی بهینه سیستم های کنترل سیلاب با استفاده از الگوریتم بهینه سازی Particle Swarmاز مهمترین عوامل تعیین کننده در طراحی سیستم ها و سازه های عمرانی، عوامل هزینه و ایمنی سازه ها می باشد. جهت این امر، تعیین ابعاد بهینه این سازه ها برای کاهش هزینه ها به نحوی که ایمنی آنها در حد مطلوب باقی بماند و کلیه پارامترها و محدودیتهای طراحی برآورده سازد، مورد نیاز می باشد. الگوریتمهای متعددی جهت حل مسایل بهینه سازی توسعه یافته اند. الگوریتم بهینه سازی Particle Swarm، (PSO)، یکی از جدیدترین الگوریتمهایی است که در اصل، جهت حل مسایل بهینه سازی پیوسته بر مبنای اصول زندگی مصنوعی و تحقیقات روانشناسی و با الگوبرداری از حرکت دست جمعی پرندگان و ماهیان، توسعه یافته است. در این مقاله مدل بهینه سازیی ارایه گردیده، که در آن از الگوریتمPSO به عنوان ابزار بهینه سازی و از بلوکTransport از نرم افزارSWMM به عنوان ابزار شبیه ساز جهت تحلیل هیدرولیکی سیستم کنترل سیلاب استفاده شده است. مدل بهینه سازی ارایه شده، مجموعه ای کارآمد ایجاد کرده است که ضمن بررسی دقیق رفتار هیدرولیکی سیستم، قادر به طراحی بهینه سیستم مورد نظر است. به عنوان مطالعه موردی در این مقاله، از مدل فوق جهت طراحی بهینه سیستم کنترل سیلاب پارس جنوبی در جنوب ایران که ترکیبی از یک سد تاخیری با تخلیه کننده تحتانی و چندین کانال انتقال آب است، استفاده شده است. نتایج نشان دهنده کارآمدی مدل پیشنهادی در کاهش هزینه های ساخت تا حدود23 درصد، می باشد.
کلید واژگان: سیستم های کنترل سیلاب, الگوریتم بهینه سازی PSO, SWMM, Transport, Particle Swarm} -
با توجه به این که سیستمهای کنترل و هدایت سیلاب بسیار گسترده و پر هزینه هستند، طراحی سیستمهایی با هزینه کمتر و با ملحوظ کردن تمامی پارامترها و متغیرهای طراحی، ذهن محققان را به خود مشغول کرده است. لذا ایجاد نوعی مدل بهینه سازی جهت طراحی این سیستمها ضروری است. با توجه به کاربرد وسیع الگوریتم ژنتیک در علوم مختلف، در این مقاله پس از بررسی تاریخچه تحقیقات و تلاشهای انجام شده در زمینه کاربرد آن در حوزه مهندسی آب، از این الگوریتم به عنوان روش جستجو برای طراحی بهینه این سیستم ها استفاده شده است. در این مقاله نوعی مدل بهینه سازی ارائه شده، که در آن از الگوریتم ژنتیک به عنوان ابزار بهینه سازی و از بلوک Transport از نرم افزار SWMM به عنوان ابزار شبیه ساز برای تحلیل هیدرولیکی سیستم کنترل سیلاب استفاده شده است. مدل بهینه سازی ارائه شده، مجموعه ای کارامد را ایجاد کرده که ضمن بررسی دقیق رفتار هیدرولیکی سیستم، توانایی طراحی بهینه سیستم مورد نظر را دارد. به عنوان مطالعه موردی، از مدل مزبور برای طراحی بهینه سیستم کنترل سیلاب پارس جنوبی که ترکیبی از سد تاخیری با تخلیه کننده تحتانی و چند کانال انتقال آب می باشد، استفاده شده است. نتایج، نشان دهنده کارامدی مدل پیشنهادی در کاهش هزینه های ساخت تا حدود 23 درصد است.
کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک, بهینه سازی, SWMM, Transport, سیستم کنترل سیلاب}Flood conducting and controlling systems are very huge and the construction and operation of these systems are very expensive. Any reduction in the construction cost of these system will lead to a major saving. This paper addresses the problem of optimal design of flood controlling systems using detention dams and proposes a methodology for the optimal design of these systems using evolutionary algorithms. The method uses Genetic Algorithm (GA) as a search engine and the Transport Module of the SWMM as the simulator. The simulator is able to analyze the unsteady flow in open channels and the basin of the dam. It is shown that interfacing GA as the optimizer and SWMM as the simulator leads to an efficient optimization tool for the optimal design of flood controlling systems. The effectiveness and efficiency of the model is tested against a simple analytical problem The applicability of the model for large scale real world problems is verified by solving the flood controlling system of South Pars Project and the results are compared with those proposed by the Consulting Engineers. The results show that proposed optimization model can considerably (about 23%) reduce the total costs of flood controlling systems.
-
تعیین ابعاد سیستم انحراف سدها همواره طراحان را با مسائل و مشکلات فراوانی روبرو نموده و نحوه انتخاب پارامترهای طراحی همواره مورد بحث و بررسی مهندسین طراح بوده است. در این مقاله سعی بر آن است یک مدل ریاضی را بر اساس هزینه های اولیه پروژه، هزینه های ناشی از شکست و میزان کل ریسک سیستم انحراف ارائه و با بکارگیری آن ابعاد بهینه سیستم تعیین گردد. از آنجائیکه حل این مدل های بهینه اغلب با استفاده از روش های تحلیلی امکان پذیر نمی باشد، استفاده از الگوریتم های فراکاوشی امری کاملا لازم و ضروری است. از جمله این الگوریتم ها، الگوریتمPSO (Particle Swarm Optimization) می باشد که با الگو برداری از حرکت دسته جمعی پرندگان و ماهیان جهت حل این گونه مسائل می تواند بسیار پرکاربرد و دقیق باشد.
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.