عنوان پایان‌نامه
تحلیل عددی جریان‌های ناماندگار در شبکه‌های آبرسانی به روش اجزاء محدود
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1451;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 46602
- تاریخ دفاع
- ۰۶ مهر ۱۳۸۹
- دانشجو
- علیرضا رحمت پناه
- استاد راهنما
- سیدتقی امید نائینی
- چکیده
- در اثر تغییرات ناگهانی شرایط مرزی در سیستم‌های آبرسانی، جریان‌های ناماندگار و یا انتقالی ایجاد می‌گردد. این جریان‌ها باعث نوسان شدید فشار در شبکه می‌شوند. همچنین با کاهش فشار امکان ایجاد پدیدهی کاویتاسیون افزایش می‌یابد. در صورت لحاظ نشدن تاثیر این پدیده در طراحی، امکان خسارت دیدن شبکه وجود دارد. محققین روش‌های مختلفی را برای تحلیل این پدیده ارائه کرده‌اند که اغلب آن‌ها دارای محدودیت‌هایی در مدل کردن شبکه‌های حلقوی آبرسانی هستند. در این پایان‌نامه جریان‌های ناماندگار در شبکه‌های حلقوی با در نظر گرفتن پدیدهی کاویتاسیون گازی به روش اجزا محدود تحلیل شده است. برنامه‌ی تهیه شده قابلیت ارائه‌ی تغییرات فشار حاصله از پدیدهی چکش آبی نسبت به زمان در هر نقطه از شبکه را داراست. همچنین به منظور صحت سنجی نتایج عددی، آزمایشی نیز صورت گرفته و نتایج مدل عددی با نتایج مدل آزمایشگاهی مقایسه گردیده است. علل خطا و پایداری این روش بررسی شده است و نشان داده شد که روش اجزا محدود روشی موثر برای تحلیل جریان‌های ناماندگار در شبکه‌های حلقوی است. کاربرد روش اجزا محدود در حل جریان ناماندگار در شبکه‌ها در سایر حالات که معادلات غیر خطی وارد مسائل می‌گردد ساده‌تر است. با استفاده از این روش می‌توان برنامه‌ای جامع برای تحلیل جریان‌های گذرا در هر سیستمی ایجاد کرد. همچنین با توجه به استفاده از روش خطی برای حل دستگاه معادلات، روش فوق قابلیت مدل کردن سایر موارد از جمله مقاومت ناماندگار و کاویتاسیون ناشی از بخار آب را دارد.
- Abstract
- The rapid closing or opening of a valve causes pressure transients in pipe line system. Transients flow can introduce large pressure forces and rapid fluid accelerations in to water distributions system. Many transient flows can lead to cavitation, which can result in catastrophic pipeline failures. Therefore transient flow simulation has become an essential requirement for designing urban water distribution system. Although many simulation methods were developed by investigator to model this phenomenon, a few of them have ability to model complicated network condition with nonlinear parameter. In this thesis, the finite element program has been developed to model transients flow whit gas cavitation in complicated distribution systems. Coupled with, the phenomenon of water hammer with gas cavitation in a branch steel pipe line is investigated experimentally and the results are reported. The model is validated with an experimental pipeline system results. It is concluded that the finite element method is stable and accurate enough in all time-dimension mesh. It is also found that, this method has the ability to model all nonlinear term in water hammer equation.
