عنوان پایان‌نامه
واسنجی و صحت سنجی مدلهای ترکیبی یک بعدی و سه بعدی برای آبراهه های بلند
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1828;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59586
- تاریخ دفاع
- ۳۰ مرداد ۱۳۹۲
- دانشجو
- زهرا اصغری
- استاد راهنما
- رضا غیاثی
- چکیده
- مدلسازی جریان در آبراهه‌ها و رودخانه‌ها برای کارهای کاربردی در داخل و خارج از کشور به صورت یک بعدی و ندرتاً به صورت دو‌بعدی انجام می‌پذیرد. کابرد مدلهای سه‌بعدی تحلیل جریان در رودخانه برای پروژه‌های کابردی تقریباً نایاب یا کمیاب است. تحقیقات اولیه‌ای در سالهای قبل در همین زمینه انجام پذیرفت تا با تلفیق مدلهای یک‌بعدی و سه‌بعدی، کاربرد مدلهای سه‌بعدی را تسهیل نماید. در صورت کاربرد مدلهای سه‌بعدی می‌توان از نتایج آن برای مدلسازی و تحلیل کیفیت آب رودخانه‌ها و حرکت ذرات معلق و رسوبات بستر با دقت بیشتری استفاده نمود. در تحقیق حاضر مدل تلفیقی یک بعدی سه بعدی که در تحقیقیات قبل تهیه شده بود با دو دیدگاه مورد توسعه قرار گرفت: الف) تدقیق و بازنویسی بخشی از قسمتهای مدل با حذف کاربرد مدل برای طولهای بلند آبراهه‌ها و کانالها و ب) افزایش روابط تجربی روشهای دیگر برای تخمین تنش برشی و لزجت آشفتگی. برای کنترل کاربرد مدل در طولهای بلند آبراهه و کانال سه تست مختلف مورد آزمایش قرار گرفت: (1) آزمون کانال سینوسی شکل با خم 60 درجه با هجده تکرار متوالی – که قبلاً این آزمون با پنج تکرار مورد ارزیابی قرار گرفته بود- و مقایسه نتایج مدلسازی عددی با داده‌های اندازه‌گیری‌شده آزمایشگاهی. (2) آزمون کانال سینوسی شکل با خم 90 درجه با ده تکرار متوالی – که در تحقیقات قبلی این آزمون با چهار تکرار تست شده بود - و مقایسه نتایج مدلسازی عددی با داده‌های اندازه‌گیری‌شده آزمایشگاهی. (3) آزمون کانال با جمع‌شدگی و باز‌شدگی ناگهانی با دو تکرار متوالی. همچنین برای توسعه روشهای مختلف تخمین تنش برشی و لزجت آشفتگی موارد زیر انجام شد: 1) اضافه کردن معادله تنش برشی غیاثی (علاوه بر تنش برشی رینولدز که در برنامه قبلی موجود بود). 2) در مدل قبلی رابطه لزجت آشفتگی پرانتل وجود داشت و در مدل حاضر روابط پرانتل اصلاح شده، اسماگورینسکی، تنش برشی بستر و غیاثی-پرانتل نیز به مدل افزوده شد. مقایسه بین روابط مختلف تنش برشی و نتایج حاصل از روابط مختلف لزجت آشفتگی برای یک تکرار کانال با جمع‌شدگی و باز‌شدگی ناگهانی انجام شده و در متن پایان‌نامه گزارش گردیده است.
- Abstract
- Practical flow modelling in long channels and rivers is done one-dimensional and sometimes two-dimensional in Iran and other countries. Using three-dimensional moels for analyzing river flows is almost rare. A few years ago a research was conducted in this case, so that with combining 1D and 3D model, usage of 3D models will be easier. Results of 3D models can be useful for modelling and quality analyzing of rivers and movement of solid parts and bed sediment. In this research, 3D-1D model was developed in two aspects: A) Scrutinize and rewrite some parts for long channels, B) Add other empirical relations for estimating shear stress and eddy viscosity. Three different tests was conducted in order to examine results in long channels and numerical results were compared with experimental data in each case: (1) Meandering channel with 60 degree bends in 18 consecutive bends –This test was done in 5 consecutive bends in former research- (2) Meandering channel with 90 degree bends in 10 consecutive bends –This test was done in 4 consecutive bends in former research- (3) Channel with sudden contraction and expansion in 2 consecutive channels. Furthermore, following wae done in order to developing different methods for estimation of shear stress and eddy viscosity: 1) Ghiassi shear stress equation was added (Reynolds shear stress equation was used in former research). 2) In former model Prandle eddy viscosity equation was used, and in this research Modified Prandle equation, Smagorinsky equation, Bed shear stress equation and Ghiassi- Prandle equation is also used. Comparing different methods of shear stress estimation and eddy viscosity estimation was conducted in channel with sudden contraction and expansion and the results are available in this thesis.
