عنوان پایان‌نامه
کاربرد تئوری محیط متخلخل غیراشباع در بررسی رفتار خاک حاوی هیدرات‌ها در بستر دریا
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران-سازه های دریایی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1736;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57327
- تاریخ دفاع
- ۲۶ دی ۱۳۹۱
- دانشجو
- حمیدرضا فیضیان
- چکیده
- طی چند سال اخیر، در پی افزایش نگرانی¬های مربوط به پایان یافتن منابع سوخت¬های فسیلی در دنیا، هیدرات¬های گازی به عنوان یک منبع جدید برای تامین انرژی مورد توجه قرار گرفته¬اند. اما استخراج گاز از پهنه¬های هیدراتی در بستر دریا با مخاطرات و مشکلاتی روبرو است که نیاز به برررسی¬های دقیق دارد. تا کنون مدل¬های ریاضی مختلفی برای پیش¬بینی رفتار خاک¬های حاوی هیدرات و فرایند تجزیه هیدرات¬ها ارائه شده است. در این تحقیق، با ترکیب یکی از این مدل¬ها با مدل عددی تتااستوک (گتمیری 1997) امکان در نظر گرفتن فرایند تجزیه هیدرات¬ها به این مدل اضافه شده است. خاک اشباع حاوی هیدرات در بستر دریا پس از تجزیه هیدرات¬ها به خاک غیر اشباع تبدیل می-شود. دلیل انتخاب مدل عددی تتااستوک برای اضافه نمودن تاثیرات تجزیه هیدرات¬ها به آن، توانایی آن در مدلسازی محیط متخلخل غیر اشباع است. آنچه در تجزیه هیدرات¬ها رخ می¬دهد؛ تبدیل بخشی از فاز جامد خاک به فاز مایع و گاز است که می¬بایست در معادلات بقای جرم در نظر گرفته شود. همچنین به دلیل رخ دادن فعل و انفعالات شیمیایی، معادله بقای انرژی نیز دستخوش تغییر خواهد شد. در این پایان نامه، معادلات بقای جرم رطوبت و گاز و بقای انرژی در مدل تتااستوک (به نحوی که در تجزیه هیدرات¬ها اتفاق می¬افتد) تغییر یافته¬اند و این تغییرات در نرم¬افزار تتااستوک منظور شده است. پس از آن برای ارزیابی و صحت سنجی تغییرات ایجاد شده در معادلات و نرم¬افزار مذکور، مدلی فرضی ساخته شده و با یک بارگذاری دمایی (افزایش دما) اجرا شده است و روند تجزیه هیدرات¬ها در آن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این مدلسازی نشان دهنده این است که تغییرات ایجاد شده در معادلات و نرم افزار از روند منطقی و درستی برخوردار می¬باشد.
- Abstract
- Over the past few years in the wake of increasing concerns about shortage of fossil fuel sources, gas hydrates are being taken into consideration as a new source of energy. But Extracting gas from hydraty zones in the seabed includes risks and problems that require accurate investigations. So far, several mathematical models are presented to predict the behavior of hydraty soils and dissociation process of hydrates. In this investigation, one of these models is composed with ?-stock mathematical model (Gatmiri 1997) and thus, this model will be able to take the dissociation of hydrates process into account. The saturated soil in the seabed will be unsaturated after dissociation of gas hydrates. The reason for choosing ?-stock to predict hydraty soils behavior is that this model can simulate unsaturated porous media. In the dissociation process of hydrates, a part of solid skeleton of soil changes into liquid and gas. So this phenomenon has to be considered in the mass conservation equations of the model. In addition, the dissociation process changes the energy conservation equation. In this investigation, the equations of mass (liquid and gas) and energy conservation are edited to be able to model the dissociation process of gas hydrates and then a hypothetical model is made to verify the accuracy of the changes made in ?-stock program. The results of the model show that the trends are true and rational.
