شبیه سازی عددی جریان دوفازی آب و هوا عبوری از سرریز پلکانی سد ژاوه

• مقاله با عنوان: شبیه سازی عددی جریان دوفازی آب و هوا عبوری از سرریز پلکانی سد ژاوه  

• نویسندگان: ناهید میری زاده ، محمد مناف پور  

• محل انتشار: نهمین کنگره ملی مهندسی عمران - دانشگاه فردوسی مشهد - 21 تا 22 اردیبهشت 95  

• فرمت فایل: PDF و شامل 8 صفحه می باشد.

چکیــــده:

در سال های اخیر سرریزهای پلکانی به دلیل قابلیت بالای آنها در استهلاک انرژی جریان عبوری، تطبیق ساخت آنها با تکنولوژی سدهای بتن غلطکی (RCC)، هوادهی خود به خودی جریان و در نتیجه کاهش احتمال وقوع پدیده کاویتاسیون و تخریب ناشی از آن، مورد توجه طراحان و مجریان سازه های هیدرولیکی وابسته سدها قرار گرفته است. درک صحیح از مشخصه های هیدرولیکی جریان دوفازی عبوری از سرریز بالاخص میدان های سرعت و فشار جریان به منظور آگاهی از عملکرد هیدرولیکی این نوع سرریزها امری ضروری به نظر می رسد. از آنجایی که مطالعه چنین جریان های پیچیده ای به کمک مدل های فیزیکی مستلزم صرف هزینه و وقت زیاد می باشد امروزه استفاده از شبیه سازی های عددی جهت تحلیل جریان رواج بیشتری پیدا کرده است. در این تحقیق به شبیه سازی عددی جریان هیدرولیکی دوفازی عبوری از روی سرریز پلکانی سد ژاوه در ناحیه جریان یکنواخت به کمک نرم افزار FLUENT پرداخته شده است. ضمن به کارگیری روش حجم محدود، مدل چند فازی mixture و توربولانسی k-ε RNG جهت صحت سنجی مدل عددی از نتایج حاصل از مدل فیزیکی سرریز مربوطه استفاده شده است. نتایج حاصل از مدل عددی حاکی از عملکرد مطلوب مدل در شبیه سازی و ارائه الگوی جریان سرریز می باشد. پروفیل های فشار استخراج شده، بیشترین مقدار فشار استاتیکی در کف پله را در 0.9 طول پله و کمترین مقدار فشار استاتیکی در دیواره قائم را در 1.1 ارتفاع پله نشان می دهد.

________________________________

** توجه: خواهشمندیم در صورت هرگونه مشکل در روند خرید و دریافت فایل از طریق بخش پشتیبانی در سایت مشکل خود را گزارش دهید. **

** درخواست مقالات کنفرانس‌ها و همایش‌ها: با ارسال عنوان مقالات درخواستی خود به ایمیل [e-mail] پس از قرار گرفتن مقالات در سایت به راحتی اقدام به خرید و دریافت مقالات مورد نظر خود نمایید. **

بررسی استهلاک انرژی در سرریز پلکانی با ترکیب حوضچه آرامش پلکان با استفاده از مدل عددی Fluent

نویسنده: [ آرمان صفری ] - کارشناسی ارشد سازه های آبی

خلاصه مقاله:

سرریز پلکانی از یکسری پله تشکیل شده که از تاج تا پنجه سرریز را فراگرفته اند پله های مستقر در سرریز پلکنی با ایجاد پراکنش انرژی در قالب ریزی طولی باعث افت انرژی و کاهش سرعت خروجی از سرریز می گردد در این تحقیق سرریز پلکانی با ترکیب حوضجه آرامش پلکان با استفاده از مدل فلوتنت شبیه سازی شده و برای شبیه سازی جریان سطحی کاملا آشفته مدل RNG,K-E بکار گرفته شده است.ردیابی سطح آزاد جریان به کمک مدل VOF انجام شده است به وسیله روش عددی سرعت و عمق جریان در پایین دست سرریز بدست آمده و در ادامه انرژی مستهلک شده در طول سرریز محاسبه شده است نتایج این تحقیق نشان می دهد که ترکیب حوضچه آرامش – پلکان باعث افزایش استهلاک انرژی در سرریز پلکانی شده است و همچنین مدل سازی عددی یک روش بسیار موثر برای پیش بینی جریان های چرخشی و پیچیده در سرریزهای پلکانی محسوب می شود .

کلمات کلیدی:

 سرریزپلکانی ، مدل Fluent ، مدل Vof مدل آشفتگی k-e ، پراکنش انرژی

پروژه / تحقیق آماده: بررسی و تحلیل پارامترهای مختلف در سرریزهای نیلوفری سد ها (70 صفحه فایل ورد - word)

1-1-        مقدمه

برای عبور آب های اضافی از سراب ( بالادست ) به پایاب ( پایین دست ) سدها از سازه ای به نام سرریز استفاده می شود . سر ریز یکی از کلیدی ترین اعضای سد به شمار می رود که شکست بسیاری از سد ها به عدم کفایت سر ریزشان نسبت داده شده است .

ایمنی سد ها به طور اهم ارتباط مستقیم و تنگاتنگی با کفایت ظرفیت سر ریز دارد . بیشتر شکست سدها در اثر عبور آب از روی تاج آنها بوقوع می پیوندد که مهمترین عامل آن کافی نبودن ظرفیت سرریز است. عملکرد ایمن سرریزها، در شرایط غیر عادی، عامل مهمی در ایمنی سدهاست. بر طبق گزارشات منتشر شده توسط کنفرانس بین ا لمللی سد های بزرگ (ICOLD) حدود 1/3 شکست سد ها از عدم کفایت سرریز نشأت گرفته است . در نتیجه با توجه به حساس بودن کارکرد ، سرریز باید سازه ای قوی ، مطمئن و با راندمان بالا انتخاب شود که در هر لحظه بتواند برای بهره برداری آمادگی داشته باشد .

به طور کلی انتخاب سیلِ مبنای طرح سرریز های سد های مخزنی و معیار های طراحی آنها یکی از مسائل مهم سدسازی به شمار می آید و نقش عمده ای در کاهش خطر سیل گرفتگی شهرها یا اراضی بالادست سدهای مخزنی دارد. متأسفانه به دلیل نبود معیارهای فنی و تجربه های مناسب در زمینه مدیریت سیلاب بعضاً شاهد انتخاب نادرست نوع سرریز سدهای مخزنی هستیم. سرریز ها باید در کلیه ی شرایط آماده ی بهره برداری بوده و قادر به تخلیه ی سیل مبنای طرح باشند تا در هنگام وقوع سیل شاهد تلفات جانی و خسارات مالی بیش از حد انتظار نباشیم. همچنین یکی از عوامل مهم که پایداری و سازه سرریز را تهدید می کند و ممکن است باعث لطمه جبران ناپذیر به سرریزها شود پدیده نام آشنای کاویتاسیون می باشد .

درک صحیح از عملکرد سرریزها می تواند تا حد زیادی هزینه ساخت را کاهش و مشکلات سیل گرفتگی را مرتفع نماید.

1-2-       انواع سرریز

به طور خلاصه می توان سرریز ها را با توجه به دارا بودن یا نبودن دریچه و یا ساختن آن در بدنه ی سد یا خارج از آن به صورت زیر تقسیم بندی نمود .

1-2-1-            تقسیم بندی بر اساس وجود یا عدم وجود دریچه

چنان چه توپوگرافی محل و میزان سیل به نحوی باشد که بتوان از سرریز بدون دریچه استفاده نمود ، در آن صورت بهره برداری از سرریز ساده خواهد شد که این امر در مقاطع عریض رودخانه میسر است و برای مقاطع تنگ رودخانه سد معمولآ با دریچه طراحی می شود . در حالت دوم کنترل جریان بهتر میسر می گردد و این نوع سرریز به سرریز کنترل کننده سیل نیز معروف است . در زمان وقوع سیل ، اگر مخزن پر باشد ، دریچه ها به منظور عبور جریان سیل کاملآ باز نگاه داشته می شوند .

در حال حاضر بیشتر سد ها به دریچه های تنظیم مجهز هستند تا بهره برداری انعطاف پذیر از سد را امکان پذیر سازد . به منظور پیشگیری از وقوع سیل در پایاب سد ، دریچه ها را باید بر اساس بهره برداری آن باز و بسته کرد . دریچه ها را باید از نظر امکان ارتعاش آنها نیز آزمایش کرد . مزیت های دریچه های تعبیه شده روی سرریز ها عبارتست از :

تغییر و کنترل تراز مخزنکنترل سیلایجاد تراز ذخیره بالاتر در مخزندر حالی که معایب آنها عبارتند از : خطر احتمالی ناشی از بهره برداری نامناسب یا خرابی آنصرف هزینه بیشتر برای تعبیه دریچه ، وضرورت تعمیر و نگهداری دریچهبسته به اندازه و موقعیت سد ، استفاده از دریچه ها در شرایط زیر اولویت دارد :سد های بزرگسیل های بزرگ ، وامکان دستیابی راحت برای بهره برداری از دریچه

هم اکنون از سه نوع دریچه یعنی دریچه یکطرفه لولا دار  ( hinged flap gate ) ، دریچه کشویی قائم (vertical lift gate) و دریچه های قطاعی (radial gates) استفاده می شود . دریچه های یکطرفه را برای ارتفاع کم جریان در حد چند متر و با طول زیاد می توان استفاده کرد . دریچه کشویی می تواند ارتفاع زیادی داشته باشد اما به متعلقاتی مانند شیار های دریچه ، وسیله بالابر قوی و سازه نگهدارنده نیاز دارد . دریچه های قطاعی را به دلیل سازه ساده آن ، نیروی نسبتآ کم مورد نیاز برای بکاراندازی آن و نیاز نداشتن به شیار دریچه در آن ، بیشتر برای سرریز های بزرگ و متوسط استفاده می کنند . مقاومت دریچه قطاعی به استحکام یاتاقان آن بستگی دارد .

به دلایل ایمنی ، باید از تعدادی دریچه با ابعاد متوسط به جای تعداد کمتری دریچه بزرگتر استفاده شود . در زمان طراحی ، فرض می شود که بزرگترین دریچه از کار بیفتد و دریچه های دیگر باید توانایی عبور دبی مورد نظر را داشته باشد . تنظیم و باز و بسته کردن دریچه به وسیله بالابر یا جک های هیدرولیکی که با موتور الکتریکی کار می کنند انجام می شود . چنان چه احتمال قطع برق وجود داشته باشد ، زنراتورهای دیزلی- الکتریکی را می توان برای استفاده در مواقع ضروری پیش بینی کرد .

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                        صفحه

فهرست جدول‌ها ‌ج

فهرست شکل‌‌ها ‌د

فصل 1-    سرریز و انواع آن درسد ها 1

1-1-    مقدمه  1

1-2-    انواع سرریز. 2

1-2-1-    تقسیم بندی بر اساس وجود یا عدم وجود دریچه. 3

1-2-2-    تقسیم بندی سرریز بر اساس محل قرار گیری سرریز نسبت به سد. 5

1-3-    انتخاب دبی طرح برای سرریز. 18

1-4-    نتیجه گیری.. 19

فصل 2-   محاسبه پارامترهای هیدرولیکی جریان در سرریزهای نیلوفری.. 20

2-1-    مقدمه: 20

2-2-    مواد و روش ها: 21

2-2-1-     دبی عبوری از روی تاج سرریز: 21

2-2-2-     شکل پرفیل تاج سرریز: 23

2-2-3-     ضریب جریان و دبی جریان در سرریز نیلوفری: 23

2-2-4-     فشار در سرریز نیلوفری: 25

2-3-    نتیجه گیری.. 27

فصل 3-   تحلیل دینامیکی سرریز نیلوفری.. 31

3-1-    مقدمه  31

3-2-    فرمولبندی روش اجزای مرزی در فضای فرکانسی.. 36

3-3-    فرمولبندی اندرکنش دینام یکی سازه ها با محیط اطرافشان با استفاده از روش اجزای مرزی.. 43

3-4-    نتایج  50

3-5-    نتایج تحلیل الاستودینام یک سه بعدی محیطهای محدود در فضای فرکانسی.. 50

3-6-    نتایج اندر کنش محیط محدود و محیط نیمه بینهایت در تفرق امواج.. 50

3-7-    نتایج اندرکنش محیط محدود، محیط نیمه بینهایت پی و محیط نیمه بینهایت سیال در تفرق امواج 4-3-1 فشار هیدرودینامیکی وارد بر سد با دیوارههای صلب... 55

فهرست مراجع.. 59

بررسی آزمایشگاهی پروفیل فشار در مدل فیزیکی سرریز اوجی با قوس در پلان و زاویه تقرب به سمت پایین دست

• مقاله با عنوان: بررسی آزمایشگاهی پروفیل فشار در مدل فیزیکی سرریز اوجی با قوس در پلان و زاویه تقرب به سمت پایین دست 

• نویسندگان: علی فرودی خور ، مهدی اژدری مقدم ، مجتبی صانعی 

• محل انتشار: هشتمین کنگره ملی مهندسی عمران - دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل - 17 و 18 اردیبهشت 93  

• محور: سازه های هیدرولیکی 

• فرمت فایل: PDF و شامل 8 صفحه می باشد.

چکیــــده:

کم عرض بودن بستر رودخانه در پایین دست یکی از محدودیت‌هایی است که در این طرح به آن پرداخته شده است، با این وجود طرح سرریزی با قوس در پلان و زاویه تقرب به سمت پایین دست،که طول مؤثر خود را از تاج تا پنچه چند برابر کاهش میدهد اجتناب ناپذیر است. در این شرایط بررسی عملکرد هیدرولیکی سرریز از جمله پروفیل فشار استاتیکی بسیار حائز اهمیت است، در تحقیق حاضر مدل آزمایشگاهی سرریز اوجی آزاد با مقیاس 1:50 که دارای قوس در پلان بوده و همچنین دارای زاویه تقرب 120 درجه به سمت پایین دست می‌باشد ساخته و مورد آزمایش قرار گرفت. اندازه گیری‌ها در سراسر بدنه سرریز و به ازای 8 دبی مختلف شامل مقادیر بین 25% تا 150% دبی طراحی انجام شد. با افزایش دبی تا مقدار 1.13 Qd فشار در تاج کاهش و در شوت و پنجه در حال افزایش گزارش گردید، به نحوی که Hp/Hd=0.08 در تاج به ازای دبی 1.13 Qd دبی طراحی قرائت شد. به ازای دبی‌های بالاتر و مستغرق شدن سرریز با تغییر رژیم جریان روی سرریز از فوق بحرانی به زیر بحرانی فشار افزوده گردید.

________________________________

** توجه: خواهشمندیم در صورت هرگونه مشکل در روند خرید و دریافت فایل از طریق بخش پشتیبانی در سایت مشکل خود را گزارش دهید. **

** توجه: در صورت مشکل در باز شدن فایل PDF مقالات نام فایل را به انگلیسی Rename کنید. **

** درخواست مقالات کنفرانس‌ها و همایش‌ها: با ارسال عنوان مقالات درخواستی خود به ایمیل [e-mail] پس از قرار گرفتن مقالات در سایت به راحتی اقدام به خرید و دریافت مقالات مورد نظر خود نمایید. **