عنوان پایان‌نامه
مدلسازی توزیع حرارت ناشی از تراوش در بدنه سدهای خاکی با کاربرد روش حجم محدود
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه‌های هیدرولیکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1784;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58045
- تاریخ دفاع
- ۰۵ مهر ۱۳۹۱
- دانشجو
- محمدهادی خسروی
- استاد راهنما
- رضا غیاثی
- چکیده
- فرسایش داخلی یکی از عوامل اصلی شکست سدهای خاکی می باشد که به سبب شسته شدن ذرات ریز خاک بوجود آمده و باعث ایجاد تراوش متمرکز در قسمت هایی از سد می شود. به همین دلیل، انجام بررسی تراوش جهت مراقبت و نظارت بر سد ضروری می باشد. بیشتر سیستم های ارزیابی تراوش موجود، قادر به تشخیص تغییرات کوچک در تراوش نمی باشند. اندازه گیری دما یکی از روش های جدید ارزیابی تراوش در سدهای خاکی می باشد که این روش برخلاف روش های سنتی قادر به تشخیص فرآیندهای وابسته به زمان مانند فرسایش داخلی و تغییرات کوچک تراوش می باشد. در این تحقیق جهت مدلسازی تراوش در بدنه سد خاکی از برنامه‌ای که موجود بود استفاده شد. برای مدلسازی توزیع حرارت ناشی از تراوش برنامه‌ای توسعه داده شد که نتایج حاصل از مدلسازی تحلیل تراوش مانند سرعت جریان آب را به عنوان داده های ورودی می‌خواند و تغییرات دما را مدلسازی می‌کند و با منقطع سازی مکانی معادلات انتقال انتشار بر اساس روش حجم محدود و مش‌بندی منحنی‌الخط و منقطع سازی در ترم زمانی، به صورت شبه ADI انجام شد. به منظور حل معادله از تکنیک جدیدی شبیه ADI استفاده شد. جهت صحت سنجی برنامه، ابتدا تراوش و تغییرات زمانی دما در یک مدل ساده و میدان مکعب مستطیل شکل و سپس مدل یک سد با مشخصات هندسی و فیزیکی مشابه سدهای موجود در ایران با برنامه و نیز با نرم افزار "GeoStudio" مدلسازی شده و نتایج آنها با هم بررسی و مقایسه شده است. جهت بررسی نشت از بدنه سد، با مدلسازی یک ناحیه ترک خورده در هسته سد با ضریب نفوذ پذیری بالاتر نسبت به هسته، اثر آن در تراوش و توزیع حرارت بررسی شده است. برنامه توسعه داده شده تحقیق حاضر توزیع حرارت را در ناحیه اشباع مدل می‌کند. مقایسه مدلسازی‌های انجام شده برنامه صحت عملکرد برنامه تحقیق حاضر را نشان می‌دهد.
- Abstract
- Internal erosion is one of the main cause of earth dam break. Tiny particles of soils are washed away and causes concentrated seepage in the some parts of the dam. Hence, seepage investigation is necessary for dam inspection maintenance. Most of the existing systems for the evaluation of seepage are not capable to detect minor changes in seepage. Temperature measurement is one of the modern methods for evaluating seepage in earth dams. This method, contrary to traditional methods, can detect temporal processes such as internal erosion and minor variances in seepage. In this research an available program has been used for modeling the seepage in the body of earth dams. For modeling the distribution of temperature causes by seepage, a program was developed. Input data include the results of seepage analysis, such as water velocity are used to simulate temporal variations. The model was discretized spatially based on advection diffusion equation using curvilinear finite volume method and temporally using quasi-ADI method. To verify the model, seepage and temperature variations in simple cube shaped model are simulated first. Analysis of a dam with geometrical and physical features similar to regular dams is done. Both examples data set are also fed into the Geostudio software for simulation. The results were finally examined and compared. A region with a crack in the core with greater hydraulic permeability coefficient has been simulated to evaluate dam crack seepage. The effect of crack in the seepage and heat distribution are considered and discussed. The developed program in the present research simulates the distribution of heat in the saturated region. A comparison of test simulation of both programs demonstrates the functional precision of the current research.
