عنوان پایان‌نامه
بررسی اثرات شکل و آرایشهای مناسب دیواره های کاهش دهنده نوسان در مخازن ذخیره آب به کمک مدل عددی سه بعدی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی آب - رودخانه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2155;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72180
- تاریخ دفاع
- ۳۰ اردیبهشت ۱۳۹۴
- دانشجو
- سینا ارجمندنیا
- استاد راهنما
- سیدتقی امید نائینی
- چکیده
- مخازن ذخیر? آب از جمله مهمترین و ضروری‌ترین سازه‌هایی هستند که لازم است در زمان‌های بحرانی مانند زمان پس از وقوع زلزله، قابل بهره‌برداری باشند. هنگام وقوع زلزله، آب موجود در مخازن دچار نوسان شده و نیروهای هیدرودینامیکی قابل‌توجهی به جدار? آن‌ها وارد می‌شود. در صورتی که این نیروها در طراحی به درستی لحاظ نشوند، باعث تخریب مخزن می‌گردند. از آنجا که در مخازن هوایی جرم زیادی از سازه در ارتفاع قابل‌توجهی از سطح زمین قرار دارد، عملکرد این مخازن تحت بارگذاری جانبی بسیار حائز اهمیت می‌باشد. به همین جهت این مخازن تحت شرایط ارتعاش هارمونیک مورد بررسی قرار گرفته و مزایا و معایب هریک با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفته شده است. در این تحقیق شبیه‌سازی ارتعاش هارمونیک مخزن با استفاده نرم‌افزار Flow3D انجام شده که برای مدل کردن سطح آزاد آب و جدار? صلب مخزن از روش حجم محدود استفاده شده است. یکی از کارآمدترین روش‌های کاهش اثرات مخرب نوسان آب، نصب تیغه‌های کاهش دهند? نوسان در مخزن است. در این پایان‌نامه به بررسی و تأثیر مقادیر ارتفاع امواج سطحی، میزان ضریب میرایی و فشار کل در مخازن ذخیره در حالات مختلف پرداخته شده است. لازم به ذکر است که به منظور صحت‌سنجی و واسنجی مدل عددی از داده‌های آزمایشگاهی گودرزی و صباغ یزدی استفاده شده است. علاوه بر این اثرات تغییر محل قرارگیری تیغه‌های کاهش دهند? نوسان در کف و جدار? مخازن مورد مطالعه قرار گرفته و در ادامه مشاهده شد تیغه¬های افقی و عمودی سبب کاهش ارتفاع امواج سطحی و فشار داخل مخزن و نیز افزایش مقدار ضریب میرایی در مخازن می¬شوند. در ادامه اثرات تغییر زاوی? محل قرارگیری این تیغه‌ها بررسی شده و مشاهده شد دوران تیغه¬های افقی به سمت بالا و دوران تیغه¬های قائم به سمت مرکز مخزن باعث افزایش میزان کارایی این تیغه¬ها می¬گردد. همچنین جهت بررسی تأثیر شکل مخزن بر نوسانات آب در مخازن، سه شکل هندسی متداول مکعبی، استوانه‌ای و کروی برای مخازن ذخیر? آب مورد مطالعه قرار گرفته شده‌اند. در مخزن استوانه¬ای نسبت به سایر مخازن ارتفاع امواج سطحی کمتر و ضریب میرایی بیشتری ملاحظه شد.
- Abstract
- Water reservoirs are important and necessary structures which shall be operated in catastrophes such as earthquake. During earthquake, reservoir water is fluctuating and imposes considerable hydrodynamic forces to their wall. These forces need to be considered correctly in design to prevent the reservoir destruction. Since the main section of mass of such structures is located at a considerable distance to foundation, their function under influence of lateral forces for further efficiency during earthquake must be considered. In this research, numerical modeling of harmonic loading on a reservoir during earthquake was carried out by using Flow3D software which uses finite volume techniques in order to simulate water surface and solid surfaces. One of the most efficient methods of reducing destructive effects of water fluctuation is the installation of baffles in water reservoir. The purpose of numerical model was to calculate sloshing wave height and damping and hydrodynamic pressure in reservoirs and compare the results to each other. For validation, the numerical model was first simulated the experimental data from Goudarzi & Sabbagh Yazdi (2012) research. Furthermore, the effect of changing position of the horizontal and vertical baffles installed on the walls and bottom of the reservoir was analyzed. The results were shown these baffles reduced sloshing waves and pressure of the liquid inside the reservoir. Moreover, it decreased the amount of damping in the water tank. Also the effect of changing the baffle angular on wave height and damping was analyzed. Efficiency of this baffles were increased by rotating horizontal baffles to the top and rotating vertical baffles to the center of the reservoir. In addition, three prevalent shapes of reservoirs was simulated by using numerical model. The amount of sloshing wave’s height was decreased and damping was increased in the cylindrical reservoir.
