پایان نامه بررسی آبشستگی و روش های حفاظت پایین دست سازه های هیدرولیکی رودخانه ای
فرمت فایل دانلودی: .docxفرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 123
پایان نامه بررسی آبشستگی و روش های حفاظت پایین دست سازه های هیدرولیکی رودخانه ای
نوع فایل: Word و قابل ویرایش
تعداد صفحات : 123 صفحه
چکیده
رودخانه میناب مهمترین رودخانۀ آب شیرین استان هرمزگان می باشد. این رودخانه زهکش آبهای سطحی حوزۀ آبریز میناب است و بر روی آن دو پل، که اولی مسیر ارتباطی ورودی شهر میناب و دومی به فاصلۀ ۱۵۰۰ متر بعد از پل اول در مسیر کمربندی میناب- جاسک ساخته شده است. موضوع این تحقیق، بررسی پدیدۀ آبشستگی بر روی پایه های پل دوم میناب است. تأثیر پدیدۀ آبشستگی بر روی سازه های آبی از جمله پل ها، از مباحث مهم در مهندسی عمران و مهندسی رودخانه می باشد، پل‌ها از قدیمی‌ترین سازههای مهندسی هستند. یکی از مهمترین عوامل تخریب پل‌ها ، مسئله آبشستگی موضعی در اطراف پایه‌های آن می‌باشد. این نوع فرسایش با حفره‌ای که در اطراف سازه شکل می‌گیرد ، قابل شناسایی است. این حفره در صورت گسترش در عمق می‌تواند باعث خرابی و در نهایت ریزش پل گردد . برای بررسی دقیق جریان و پیش بینی آبشستگی موضعی در اطراف پایه های پل، نیاز به فهم دقیق الگوی جریان در اطراف پایه ها است. با شناخت کامل جریان می¬توان با حل معادلات حاکم، میدان جریان را به طور کامل مدل کرده و به همراه حل معادلات انتقال رسوب و با تکیه بر پیشرفت های چشمگیر در علم دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) ، روش دقیق برای تخمین آبشستگی موضعی در اطراف این سازه ها بدست آورد. در تحقیق پیش رو، شبیه‌سازی انجام گرفته، با استفاده از نرم افزار Flow-3d که نرم افزاری توانمند در شبیه سازی آشفتگی جریان به صورت سه بعدی است صورت گرفته، برای این منظور با استفاده از مدل Shallow water، مشخصه های جریان شامل سطح آب،سرعت، فشار و غیره را در اثر عبور دبی با دوره بازگشت صد ساله (m^3/s 2723( در محدوده ابتدای پل اول تا ۱۰۰ متر پایین دست پل دوم رودخانه میناب محاسبه شد. سپس با استفاده از مدل Sediment scour به صورت ۳ بعدی به بررسی میزان توسعه ی فرآیند آبشستگی در اطراف پایه های پل دوم رودخانه میناب پرداخته شد. نتایج نشان می دهد که بیشترین آبشستگی در پایه های سوم، چهارم و پنجم اتفاق می افتد.
کلمات کلیدی: آبشستگی موضعی ، دینامیک سیالات محاسباتی ، پل رودخانه میناب، مدل Flow-3D.
فهرست مطالب
چکیده ک
فصل اول (کلیات تحقیق)
۱-۱-ضرورت و اهداف تحقیق 3
۱-۲- فرضیه های تحقیق: 5
۱-۳- روش تحقیق 5
۱-۴- ساختار تحقیق 6
فصل دوم )مروری بر تحقیقات انجام شده(
۲-۱- آبشستگی 8
۲-۱-۱- انواع آبشستگی از نظر بوجود آمدن 8
۲-۱-۱-۱- آبشستگی عمومی 8
۲-۱-۱-۲- آبشستگی انقباضی 8
۲-۱-۱-۳- آبشستگی موضعی 9
۲-۱-۲- انواع آبشستگی از نظر حمل رسوب 10
۲-۱-۲-۱- آبشستگی آب زلال 10
۲-۱-۲-۲- آبشستگی در حالت بستر متحرک(زنده) 10
۲-۱-۳- آبشستگی کلی 13
۲-۲- مکانیزم آبشستگی در اطراف سازههای آبی 13
۲-۳- روش های مطالعه و بررسی پدیده آبشستگی 17
۲-۳-۱- روش تئوری 17
۲-۳-۲- روش تجربی 17
۲-۳-۳- روش عددی 18
۲-۴- پیشینه تحقیق 19
۲-۴-۱- مروری بر مطالعات انجام گرفتۀ آزمایشگاهی در جهان و ایران 19
۲-۴-۲- مروری بر مطالعات عددی آبشستگی پایه پل در جهان و ایران طی چند سال اخیر 27
۲-۴-۳- مروری بر مطالعات انجام شده بر روی رودخانۀ میناب در سالیان گذشته 31
فصل سوم (معادلات حاکم و روش حل آنها)
3-1- معرفی نرم افزار Flow-3D: 33
۳-۲- معادلات حاکم بر جریان: 35
3-3 مدلسازی تلاطم توسط نرم افزار Flow3D: 38
۳-۴- انتقال رسوب 42
فصل چهارم (مواد و روش ها)
۴-۱- معرفی منطقه مورد مطالعه 49
۴-۱-۱- معرفی پل دوم رودخانه میناب: 49
۴-۲- مورفولوژی بازه مورد مطالعه رودخانه میناب 50
۴-۳- زمین شناسی رودخانه میناب (از محل سد استقلال تا پل دوم رودخانۀ میناب) 51
۴-۴- هیدرولوژی حوزه آبخیز میناب 51
۴-۵- برآورد آبدهی در محل سد میناب 52
۴-۶- پوشش گیاهی بازه مورد مطالعه رودخانه میناب 53
۴-۷- اندازه گیری دادههای میدانی و آزمایشگاهی مورد نیاز مدل های نرم افزاری 54
۴-۷-۱- تهیه نقشه های توپوگرافی بزرگ مقیاس از بازه مورد مطالعه 54
۴-۷-۲- نمونه برداری رسوب بستر و دیواره رودخانه 55
۴-۷-۲-۱- آزمایش دانه بندی رسوب 55
۴-۷-۲-۲- وسایل مورد نیاز 55
۴-۷-۲-۳ روش آزمایش 55
۴-۷-۳- تعیین ضریب زبری بر اساس ، بازدیدها و نتیجه های دانه‌بندی مواد بستر و پوشش گیاهی 57
۴-۷-۴- مشخصات رسوبات بستری 57
۴-۷-۴-۱- قطر متوسط ذرات) (d50: 57
۴-۷-۴-۲- دانسیتۀ رسوبات:. 57
۴-۷-۴-۳- ضریب دراگ: 57
۴-۷-۴-۴- تخلخل: 57
۴-۸- تهیه مدل: 57
۴-۸-۱-مقطع کنترل: 57
۴-۸-۲- شرح روش: 58
۴-۸-۳ تعریف مدل Shallow water: 58
۴-۸-۴- مدل CCHE2D 59
۴-۸-۴-۱- داده های مورد نیاز مدل CCHE GUI : 60
۴-۸-۵- واسنجی مدل 60
۴-۸-۶- ورود اطلاعات به نرم افزار Flow-3Dبرای تهیه مدل Shallow water: 65
۴-۸-۶-۱- زمان: 65
۴-۸-۶-۲- نیروی ثقل و Shallow water): 66
۴-۸-۶-۳- مشخصات فیزیکی سیال، سیستم واحد: 66
۴-۸-۶-۴- هندسه مدل: 66
۴-۸-۶-۵- مش بندی: 67
۴-۸-۶-۷- شرایط مرزی: 68
۴-۸-۷- ورود اطلاعات به نرم افزار Flow3Dبرای تهیه مدل Sediment scour: 69
۴-۸-۷-۱- زمان: 69
۴-۸-۷-۲- نیروی ثقل، ، ویسکوزیته، مدل اغتشاش و Sediment scour: 69
۴-۸-۷-۳- مشخصات فیزیکی سیال، سیستم واحد: 70
۴-۸-۷-۴- مش بندی: 70
۴-۸-۷-۵- شرایط مرزی: 71
فصل پنجم(بحث و نتیجه گیری)
۵-۱- بررسی جریان در محدودۀ مورد مطالعه: 73
۵-۲- بررسی توزیع سرعت، الگوی جریان و آبشستگی اطراف پایه های ۲،۱و۳ 76
۵-۲-۱- بررسی توزیع سرعت و الگوی جریان 76
۵-۲-۲- بررسی آبشستگی 77
۵-۲-۳- مقایسۀ وضعیت کنونی با مدل، پایه ها ی ۱ تا ۳ : 79
۵-۳- بررسی توزیع سرعت، الگوی جریان و آبشستگی اطراف پایه های ۴،۵و۶ 80
۵-۳-۱- بررسی توزیع سرعت و الگوی جریان 80
۵-۳-۲- بررسی آبشستگی 81
۵-۳-۳- مقایسۀ وضعیت کنونی با مدل، پایه های ۴ تا ۶ 83
۵-۴- بررسی توزیع سرعت، الگوی جریان و آبشستگی اطراف پایه های ۷،۸،۹و۱۰ 85
۵-۴-۱- بررسی توزیع سرعت و الگوی جریان 85
۵-۴-۲- بررسی آبشستگی 86
۵-۴-۳- مقایسۀ وضعیت کنونی با مدل، پایه های ۷ تا ۱۰ 88
۵-۵- بررسی توزیع سرعت، الگوی جریان و آبشستگی اطراف پایه های ۱۰ تا ۱۵ 89
۵-۵-۱- بررسی توزیع سرعت و الگوی جریان 89
۵-۵-۲- بررسی آبشستگی، 90
۵-۵-۳- مقایسۀ وضعیت کنونی با مدل، پایه های ۱۱ تا ۱۵ 92
۵-۶- بررسی توزیع سرعت، الگوی جریان و آبشستگی اطراف پایه های ۱۶ تا ۱۹ 94
۵-۶-۱- بررسی توزیع سرعت و الگوی جریان 94
۵-۶-۲- بررسی آبشستگی 95
۵-۷- نتیجه گیری 96
۵-۸-پیشنهادات: 97
منابع:
منابع فارسی : 100
منابع غیر فارسی: 102
پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.