معرفي و دانلود مقالات تخصصي مهندسي آب

شريف ويژه مهندسي عمران پاييز 1385; 22(35 (ويژه مهندسي عمران)):13-21.

الگوهاي جريان دو فازي آب و هوا در تونل هاي آب بر افقي و با شيب كم

كبيري ساماني عبدالرضا,برقعي سيدمحمود,سعيدي محمدحسن

هرگاه دو سيال با ويژگي هاي فيزيكي گوناگون (در اين مورد آب و هوا)، به صورت هم زمان در يك مجرا جريان داشته باشند، الگوهاي مختلفي از جريان به صورت تصادفي رخ مي دهند. الگوي جريان، چگونگي توزيع هر فاز جريان در مجرا در برابر فاز ديگر است. به عبارت ديگر مهم ترين مشخصه جريان هاي دو فازي وجود فصل مشترك بين فازهاي هوا و آب است. اين فصل مشترك اشكال مختلفي دارد، و در حالت كلي مي توان با طبقه بندي انواع حالات و توزيع فصل مشترك بين دو فاز آب و هوا، كه اصطلاحا رژيم هاي جريان يا الگوهاي جريان ناميده مي شوند، به توضيح و تفسير اين نوع جريان ها پرداخت. در اين نوشتار بررسي آزمايشگاهي مهم ترين الگوهاي محتمل جريان در مجاري طويل (نظير تونل ها) مد نظر بوده است و ضمن انجام تحليل ابعادي مناسب و تعيين پارامترهاي بي بعد موثر بر جريان به ارايه نقشه هاي الگوهاي مختلف جريان بر اساس اعداد بدون بعد و تركيب مناسب آنها براي شيب هاي مختلف مي پردازيم و در نهايت اثر تلفيقي پارامترهاي مختلف بدون بعد در يك نقشه كلي ارايه شده است. بررسي ها نشان مي دهند، شيب خط لوله و برخي اعداد بدون بعد – نظير كسر حجمي هوا يا عدد فرود موثر بر جريان – اثرات قابل ملاحظه اي بر تغيير فصل مشترك دو فاز ايجاد مي كنند.

http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/78313853502.pdf

شريف ويژه مهندسي عمران پاييز 1385; 22(35 (ويژه مهندسي عمران)):57-64.

مقايسه الگوهاي Lax-wendroff و NOC در حل مساله تبادل جريان دو لايه از بين يك تنگ شدگي

صبوري شرق زينب,جمالي ميرمصدق

در اين تحقيق دو الگوي Lax-Wendroff و NOC در مدل سازي پديده تبادل جريان دو لايه غير دايمي مورد مقايسه قرار مي گيرند. جريان تبادلي در اثر حذف يك مانع از كانال متصل كننده در بدنه سيال با تفاوت چگالي اندك، ايجاد مي شود. پديده هاي تبادل جريان دو لايه، معمولا به صورت لايه هاي هموژن سيال غير گران رو با سرعت هاي عمودي كوچك و قابل اغماض مدل مي شوند، كه در آنها مي توان توزيع فشار را هيدرواستاتيك فرضش كرد و معادلات هيدروليك يا معادلات آب هاي كم عمق را در هر لايه مي توان به كار برد. نتايج دو الگو با نتايج آزمايشگاهي Gu (تبادل جريان دو لايه دايمي در كانالي با عرض و عمق ثابت) و مطالعات عددي Helfrich (تبادل جريان دو لايه غير دايمي غير گران رو در كانالي با عرض متغير) مقايسه شد. نتايج گوياي آن است كه استفاده از الگوي Lax-wendroff به زمان اجراي كم تري نياز دارد و مطابقت بيشتري با نتايج آزمايشگاهي نشان مي دهد، اگر چه اختلاف نتايج دو الگو در حالت هاي مذكور بسيار اندك است.

http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/78313853506.pdf

شريف ويژه مهندسي عمران بهار 1386; 22(37 (ويژه مهندسي عمران و مكانيك)):99-109.

اولويت بندي طرح هاي انتقال بين حوضه اي آب با استفاده از عملگر تجميع ميانگين وزني مرتب استقرايي

ضرغامي مهدي,اردكانيان رضا,مدرس يزدي محمد

طرح هاي توسعه منابع آب از طرفي وابسته به رفتار طبيعت اند و از طرف ديگر متاثر از سيستم هاي اقتصادي – اجتماعي اند. با توجه به کمبود منابع آب، رشد سريع تقاضا و نيز توزيع ناهمگون منابع آبي در ايران، تامين آب لازم براي تقاضاهاي مختلف نيازمند اجراي طرح هاي انتقال بين حوضه يي آب است. بنابراين استفاده از مدل هاي تصميم گيري چند معياره در ارزيابي طرح هاي انتقال آب امري ضروري است. روش هاي تصميم گيري چند شاخصه متداول، قابليت مدل کردن مستقيم و دقيق درجه خوش بيني (ريسک پذيري / ريسک گريزي) تصميم گير را ندارند. در واقع مساله اصلي به نحوه ترکيب و تجميع عملکردهاي هر گزينه از ديد معيارها بر مي گردد. اين مساله باعث توجه بيشتر به ساخت عملگرهاي تجميع مناسب شده است. عملگر ميانگين وزني مرتب (OWA)از قابليت رفع ايراد ياد شده برخوردار است. در واقع خصوصيت ويژه آن مدل کردن بهتر خصوصيات ذهني تصميم گير است. در اين نوشتار بعد از بررسي خصوصيات اين عملگر، به قابليت آن در مقايسه با ساير روش هاي تصميم گيري چند معياره اشاره شده است. به همين منظور، بعد از ساخت يک مدل بهينه سازي غير خطي، وزن رتبه هاي اين عملگر استخراج شده و با به کار بستن آنها در ويرايش توسعه يافته OWA نسبت به اولويت بندي چهار طرح انتقال به حوضه آبريز زاينده رود اقدام شده است. علاوه بر اين، در اين مطالعه به عنوان يک نوآوري، با ساخت مدل تحليل حساسيت براي عملگر تجميع ميانگين وزني مرتب استقرايي ميزان وابستگي هر يک از طرح ها به نظر تصميم گير از نظر درجه خوش بيني تعيين شد.

http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/78313863712.pdf

بررسي اثر سرعت وزش باد بر تبخير از سطح مخزن چاه نيمه سيستان به روش دالتوني

دانش كارآراسته پيمان,تجريشي مسعود,ميرلطيفي سيدمجيد

روش تبادل جرم يکي از روش هاي متداول تخمين تبخير از سطح آزاد آب است که در اين تحقيق شکل دالتوني آن مورد توجه قرار گرفت. با استفاده از بيلان حجمي معلوم مخزن چاه نيمه واقع در محدوده سيستان، به واسنجي و برآورد ضريب معادله دالتون به صورت تجربي براي مخزن مزبور اقدام شد. مراحل توسعه مدل آماري، صحت يابي و تحليل حساسيت با آزمون هاي متداول به انجام رسيد. نتايج نشان داد که تغيير ±10 درصد در مقدار اين ضريب، کم تر از ±10 درصد تغيير در حجم ذخيره مخزن به وجود آورده است. ضريب دالتوني در سال هايي که هامون ها فاقد آب اند از آستانه سرعت باد چهار متر بر ثانيه و بيشتر مستقل از سرعت باد بوده و در سرعت هاي کم تر تابعي غير خطي از اين کميت جوي است. در حالي که اين آستانه براي سال هايي که هامون ها آب دارند، معادل شش متر به ثانيه برآورد شد.

http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/78313863711.pdf

شريف ويژه مهندسي عمران پاييز 1385; 22(35 (ويژه مهندسي عمران)):3-11.

كاربرد برنامه ريزي غير خطي در بهينه سازي طراحي شبكه هاي فاضلاب

افشار محمدهادي,ستوده محمدهادي

احداث شبكه هاي جمع آوري و دفع فاضلاب به دليل وسعت و گستردگي آنها از يك طرف، و پر هزينه بودن عمليات خاكي و سازه اي حجيم آنها از سوي ديگر، ضروري است. بدين ترتيب بديهي است كه هر گونه صرفه جويي در احداث اين شبكه ها از طريق كاهش حجم مصالح و عمليات مورد نياز آنها مي تواند به صرفه جويي قابل توجهي منجر شود. اين امر، به ويژه در ايران كه بخش عمده اي از مناطق شهري آن فاقد سيستم جمع آوري فاضلاب است و اثرات زيست محيطي ناشي از اين فقدان، سياست عمومي را بر احداث اين گونه شبكه ها استوار ساخته است، از اهميت بيشتري برخوردار است. در اين تحقيق براي بهينه سازي طراحي شبكه هاي فاضلاب مدلي بر اساس برنامه ريزي غير خطي، با جانمايي مشخص ارايه شده است. با استفاده از روش توابع تاواني، ابتدا مساله بهينه سازي به صورت مساله اي نامقيد فرمول بندي شده و سپس مساله حاصل با استفاده از نرم افزار عمومي DOT حل شده است. شيب لوله ها به عنوان متغير تصميم در نظر گرفته شده، و با استفاده از آن قطر لوله ها به صورت گسسته محاسبه شده است. كارايي اين مدل با استفاده از يك مثال تحليلي و طرح دو مساله نمونه نشان داده شده است. نتايج نشان داده است كه مدل پيشنهادي قادر به بهبود نتايج ارايه شده در روش صفحه گسترده و روش غير خطي مقيد است.

http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/78313853501.pdf

فني و مهندسي مدرس زمستان 1382; -(14):49-62.

پيش بيني هوشمند فرا آب ناشي از پايه پل با استفاده از شبكه عصبي مصنوعي مبتني بر تابع پايه شعاعي

منتظر غلام علي*,قدسيان مسعود,نصيري فرزين,جوان ميترا,اقبال زاده افشين

* بخش مهندسي برق، دانشكده فني و مهندسي،‌ دانشگاه تربيت مدرس تهران

با احداث پل در مسير جريان، عرض طبيعي جريان كاهش و عمق آب در بالادست افزايش مي يابد. اهميت اين افزايش عمق هنگامي مشخص مي شود كه بخواهيم مناطق مهمي را در بالادست پل از سيلاب محافظت كنيم. پيش از احداث پل بايد برآورد مناسبي از فراآب به دست آيد و براساس اين تخمين، هزينه عمليات ساماندهي در بالادست پل بررسي شود. هدف از اين مقاله شناسايي توانايي شبكه عصبي مصنوعي در زمينه پيش بيني هوشمند فراآب است. در اين مقاله نگاشتي شهودي ميان داده هاي ورودي (دبي، عمق نرمال جريان، نسبت طول به عرض پايه پل. ضريب تنگ شدگي، زاويه محور پايه پل با جهت جريان) و داده هاي خروجي (فرا آب) برقرار و مشخص شد كه شبكه عصبي مبتني بر تابع پايه شعاعي با دو لايه مياني، به نتايج خوبي در زمينه تخمين فراآب دست مي يابد. علاوه بر اين در پايان، نتايج حاصل از كاربرد اين شبكه با نتايج حاصل از برخي روشهاي مرسوم مهندسي هيدروليك مورد مقايسه و تدقيق قرار مي گيرد.

كليد واژه: فراآب، پيش بيني، پايه پل، شبكه عصبي مصنوعي، شبكه مبتني بر تابع پايه شعاعي
http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/54813821402.pdf

فني و مهندسي مدرس پاييز 1384; -(21):71-83.

تعيين منحني سنجه رسوب در رودخانه هاي مركب با روش مقاطع پوش

ايوب زاده سيدعلي*,ظهيري عبدالرضا

* گروه سازه های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس تهران

در بسياري از رودخانه ها هنگام وقوع سيل، جريان از مقطع اصلي خارج شده و دشتهاي سيلابي را فرا مي گيرد. ورود جريان در دشتهاي سيلابي سازوکار هيدروليکي پيچيده اي را ايجاد مي کند که بيش از دو دهه توجه بسياري از محققين مسايل رودخانه و سيلاب را به خود معطوف کرده است. اگرچه بسياري از جنبه هاي مطالعات هيدروليک جريان آب در مقاطع مرکب هنوز به تحقيق و مطالعه نياز دارد، اما نسبت به مطالعات هيدروليک جريان رسوب در اين مقاطع، پيشرفت قابل ملاحظه اي داشته است. تاکنون مطالعات هيدروليک رسوب مقاطع مرکب، بر روي مقاطع آزمايشگاهي انجام شده است و نياز فراواني به بررسي اين موضوع در مقاطع طبيعي رودخانه اي احساس مي شود. در اين مقاله، روش پيشنهادي مولفان در سال 1382 موسوم به روش پوش – که در تبيين و شبيه سازي هيدروليک جريان آب در مقاطع مرکب رودخانه اي با استفاده از مدل دو بعدي تحليلي شيونو – نايت ارايه شده بود – و رابطه انتقال رسوب آکرز – وايت – که مبتني بر مفهوم توان رودخانه اي است – تلفيق شده و مدلي به منظور شبيه سازي رفتار جريان رسوبي به شکل منحنيهاي سنجه رسوب استفاده گرديد. به عنوان مطالعه موردي، اين روش در مقطع مرکب رودخانه ي ميناب در ايستگاه برنطين استفاده شده و منحنيهاي سنجه رسوب اين رودخانه براي مقاطع پوش بالايي و پاييني محاسبه شده است. نتايج حاصل از کاربرد اين روش بر اساس داده هاي رسوبي و هيدروليکي رودخانه مذکور حاکي از آن است که مقادير حاصل از منحنيهاي پوش شبيه سازي شده در محدوده مقادير اندازه گيري شده قرار دارند، لذا کاربرد اين روش در چنين رودخانه هايي که تغييرات قابل ملاحظه مقطع هندسي دارد، مي تواند به عنوان روشي استاندارد براي توليد منحنيهاي سنجه رسوب توصيه مي شود.

كليد واژه: هيدروليك مقاطع مركب، روش مقاطع پوش، مدل دو بعدي شيونو – نايت، هيدروليك دشتهاي سيلابي، منحني سنجه رسوب
http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/54813842107.pdf

شبيه سازي عددي جريان با روش حجم محدود بي سازمان

شمسايي ابوالفضل*,وثوقي فر حميدرضا

* دانشکده مهندسي عمران، دانشگاه صنعتي شريف

در اين مقاله، روش منفصل سازي معادلات جريان در شبكه هاي نامنظم ارايه شده است. براي بررسي اين شبكه ها، متغيرهاي عددي در مركز حجم ها و مولفه هاي نرمال برداري در نقاط مركزي صفحه هاي مرزي، قرار داده شده است. جريان از تقريب هاي تفاضل مركزي يا از تقريب متكي بر بالادست به دست آمده است. از نظر زمان و حافظه كامپيوتري مورد نياز، اثبات شده كه شبكه هاي نامنظم نسبت به شبكه هاي منظم كارايي بيشتري دارند. شبكه هاي نامنظم مزيت ترميم و اصلاح موضعي را نيز دارند. به وسيله الگوريتم ارايه شده، مسايل ايستايي و جنبشي را مي توان حل كرد. مقايسه عددي بين استفاده از شبكه هاي ساختار يافته و بي سازمان در محاسبه عمق جريان در اطراف اپي كانال نشان مي دهد كه شبكه هاي بي سازمان دقت مناسبي دارند. براي محاسبه سرعت افقي جريان در اطراف اپي نيز - به ويژه در حالتي كه ارتفاع در نظر گرفته شده به سطح آب نزديك مي شود - دقت شبيه سازي با شبكه هاي بي سازمان مناسب ارزيابي مي شود. در اين حالت، خطا نسبت به اطلاعات ثبت شده در آزمايشگاه حدود 2.5 درصد است.

كليد واژه: معادله اولر، شبكه ساختار نيافته، تقريب متكي به بالادست
http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/54813852306.pdf

فني و مهندسي مدرس پاييز 1385; -(25 (ويژه نامه مهندسي عمران)):1-17.

مطالعه عددي الگوي جريان آشفته و بررسي کيفي انتقال رسوب و فرسايش در آبگيري جانبي از رودخانه

صفرزاده گندشمين اكبر,صالحي نيشابوري سيدعلي اكبر*

* بخش مهندسي عمران، دانشکده فني و مهندسي، دانشگاه تربيت مدرس

حل عددي معادلات ناويراستوکس براي جريان آشفته در انشعاب 90 درجه با مقطع مستطيلي از کانال مستقيم با استفاده از نرم افزار فلوئنت و بررسي الگوي سه بعدي جريان و نحوه توزيع تنش برشي بر روي بستر و ديواره هاي کانال اصلي و انشعاب، هدف اصلي اين تحقيق است. محاسبات براي مقادير مختلف نسبت دبي انحرافي انجام و براي مدلسازي آشفتگي از دو مدل k-e و k-w استفاده شده است. نتايج حاصل از مدلسازي عددي با نتايج آزمايشگاهي موجود مقايسه و تغييرات پروفيل طولي سرعت در راستاي کانال هاي اصلي و انشعابي بررسي شده است. تغييرات قدرت جريان ثانويه ناشي از انحناي خطوط جريان در راستاي کانال هاي اصلي و انشعابي بررسي و تاثير نسبت دبي بر روند تغييرات و همچنين ارتباط بين اين پارامتر و نواحي چرخشي موجود در داخل آبگير و کانال اصلي مطالعه شده است. بعد از شناخت الگوي جريان، نحوه توزيع تنش برشي در بستر کانال هاي اصلي و انشعاب بررسي شده است. نتايج حاصل نشان مي دهد که هر دو مدل آشفتگي استفاده شده در پيش بيني الگوي جريان در راستاي کانال اصلي، دقت بالايي دارند، اما مدل k-w در پيش بيني نواحي گردابه اي و جدايي جريان، بهتر از مدل k-e عمل کرده و ابعاد گردابه حاصل از اين مدل، انطباق بهتري با مقادير آزمايشگاهي دارد. نتايج مدلسازي، نشان از وجود يک گردابه ديگر با جهت چرخش در خلاف جهت چرخش گردابه اصلي در گوشه بالادست ورودي آبگير، براي نسبت هاي دبي پايين دارد.

كليد واژه: آبگير جانبي، جريان آشفته، جريان ثانويه، حل عددي، تنش برشي، فلوئنت
http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/5481385V2501.pdf

فني و مهندسي مدرس بهار 1386; -(27 (ويژه نامه مهندسي عمران)):85-96.

بررسي استفاده از پرتوي فرابنفش در كاهش گرفتگي بيولوژيكي غشاهاي اسمز معكوس (مطالعه موردي: تصفيه خانه آب مجتمع پتروشيمي رازي)، يادداشت فني

فاضلي مجتبي*,رشيدي مهرآبادي عبداله,جمالي يداله,جعفرزاده محمدتقي

* دانشگاه صنعت آب و برق، گروه مهندسي آب و فاضلاب

گرفتگي بيولوژيكي يكي از پيچيده ترين مشكلات در بهره برداري از واحدهاي غشايي به ويژه اسمز معكوس است. اين پديده باعث بروز مشكلات عمده، از جمله افت کمي و کيفي جريان آب توليدي و افزايش فشار مورد نياز در بهره برداري مي شود.
در اين تحقيق پس از مطالعات اوليه، تصفيه خانه آب مجتمع پتروشيمي رازي براي مطالعه موردي انتخاب شد. اين تصفيه خانه شامل واحد هاي اسمز معکوس در دو خط موازي پس از مجموعه کامل پيش تصفيه است و از واحدهاي تعويض يون به عنوان تصفيه تکميلي در انتهاي مسير استفاده شده است.
پس از پايش کامل واحدهاي پيش تصفيه با نمونه برداري از نقاط مختلف با شمارش کل ميكربها و کلر باقيمانده، از دو واحد نمونه اشعه فرابنفش در دو طرف صافيهاي کارتريج براي بررسي کارايي آن برروي آلودگي ميكربي واحدهاي غشايي استفاده شده است.
نتايج به دست آمده از پايش نشان مي دهد که علي رغم تصفيه مناسب ميكربي در تاسيسات پيش تصفيه، هنوز آلودگي قابل توجهي در ورودي غشاهاي اسمز معکوس وجود دارد به طوري که با افزودن مواد ضدرسوب پس از کلرزدايي، غلظت ميكربي نمونه ها افزايش يافته و به علت وجود شرايط مناسب در صافيهاي کارتريج، با نرخ بالايي رشد مي کند. مطالعات پايلوتي انجام شده نشان مي دهد كه با استفاده از گندزدايي با پرتو فرابنفش، به خصوص پس از صافيهاي کارتريج ورود مواد ميكربي به غشاهاي اسمز معکوس بدون داشتن اثر مضر بر غشا تا نزديک به صفر کاهش مي يابد. لذا تعويض ماده ضدرسوب، پايش مناسب و گندزدايي تکميلي با اشعه فرابنفش در نقطه مناسب، مي تواند عمر نامي غشا را افزايش دهد.

كليد واژه: اسمز معكوس، غشا، گرفتگي بيولوژيكي، گندزدايي، پرتوي فرابنفش، پيش تصفيه، پتروشيمي رازي
http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/54813862708.pdf