فهرست مطالب
مجله هیدرولیک
سال سوم شماره 1 (بهار 1387)
- تاریخ انتشار: 1387/03/11
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 1-18روش های مبتنی بر ترکیب مدل ها، با تقسیم مساله پیچیده شبیه سازی به تعدادی مدل موضعی ساده و ترکیب جوابهای آنها ممکن است به جوابهای متفاوتی منتهی شوند. در این روش فضای ورودی به زیرفضاهایی تفکیک می شود و به هر بخش ویژه از این فضای ورودی تفکیک شده، مدل های مجزایی اختصاص می یابد. در این تحقیق با استفاده از سیل های تولید شده توسط یک مدل هیدرولوژیکی، مزیت استفاده از مدل های ترکیبی (Hybrid) نسبت به مدل های فراگیر در پیش یینی سیل زمان واقعی ارزیابی شده است. بدین منظور نتایج حاصل از یک شبکه عصبی فراگیر که کل فرایند سیل را توسط یک شبکه واحد شبیه سازی می کند با نتایج حاصل از دو مدل شبکه عصبی- یکی دارای 4 شبکه عصبی و دیگری دارای 8 شبکه عصبی- مقایسه شده است. براساس نتایج به دست آمده مشاهده می شود که مدل های ترکیبی در پیش بینی سیل – به ویژه در پیش بینی زمان و مقدار دبی اوج که افزایش دقت در پیش بینی آنها در سیستم های هشدار سیل از اهمیت ویژه ای برخوردار است- به طور قابل ملاحظه ای بهتر از مدل فراگیر عمل می کنند.
کلیدواژگان: بارش، رواناب، خوشه بندی، زمان، واقعی، شبکه های عصبی ترکیبی، پیش بینی سیل -
صفحات 19-31شبیه سازی عددی جریانهای با مرز آزاد در کاربردهای عملی مانند هیدرودینامیک کشتی از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مقاله جزئیات توسعه یک مدل عددی دو بعدی در قائم، به منظور شبیه سازی جریانهای سطح آزاد دائمی و غیر دائمی با استفاده از توزیع فشار غیرهیدروستاتیک ارائه شده است. در این مدل معادلات رینولدز و شرط مرزی سینماتیکی سطح آزاد همزمان حل شده و تراز سطح آب و میدان فشار و سرعت با هم محاسبه می شوند. در فضای محاسباتی، مولفه های دکارتی سرعت و فشار در مرکز و شارهای حجمی در وسط وجوه حجم کنترل تعریف شده است. برای حل معادلات ممنتم غیر دائمی از روش اصلاح فشار زیرمجموعه روش تجزیه زمانی و برای محاسبه شارها در وجوه حجم کنترل از روشRhie and Chow (1983) استفاده شده و معادله پواسن اصلاح فشار ناشی از معادله پیوستگی با روش سیستم بلوکهای سه قطری حل شده است. جزئیات نتایج عددی شبیه سازی سطح آزاد موج به وجود آمده روی کانال باز با مانع در بستر و موجهای استوکس با دامنه کوتاه ارایه شده است. نتایج نشان می دهد که این الگوریتم عددی توانایی پیشگویی مناسب سطح آزاد را داشته و برای کاربردهای عملی قابل استفاده است.
کلیدواژگان: جریان آشفته، جریان غیر دائمی، روش تجزیه زمانی، سطح آزاد، شبیه سازی عددی -
صفحات 33-44تاثیر مشخصات هندسی ناپیوستگی ها بر رفتار هیدرولیکی و نشت آب از تکیه گاه های سنگی سدهای بتنی قوسی مقاله 3، دوره 3، شماره 1، صفحه 33-44 (12)، بهار 1387 اصل مقاله (464 K) نویسندگان یکی از مسائل مهم در طراحی سدهای بتنی قوسی، کنترل و محدودسازی میزان نشت جریان از بالادست به پایین دست از طریق تکیه گاه ها است. به دلیل شدت بارهای وارد شده از سد به تکیه گاه، معمولا سدهای بتنی قوسی را در ساختگاه هایی بنا می-کنند که توده سنگ تکیه گاه های آن از شرایط سختی و مقاومت کافی برخوردار باشند. با این حال سنگهای سخت و مقاوم به-دلیل ماهیت شکننده، همواره حاوی تعدادی درزه یا ناپیوستگی هستند. از آنجا که این ناپیوستگی ها به عنوان مجاری جریان می-توانند موجب تراوش زیاد آب از طریق تکیه گاه شده و حتی باعث ناپایداری تکیه گاه ها شوند، لذا باید از نظر هیدرولیکی و همچنین مکانیکی به طور کامل مورد بررسی قرار گیرند. در این تحقیق سعی شده است که تاثیر مشخصات هندسی ناپیوستگی ها -مانند امتداد دسته درزه ها و میزان شکاف دهانه آنها- بر رفتار هیدرولیکی تکیه گاه و میزان نشت از داخل آن مورد مطالعه قرار گیرد. همچنین تاثیر میزان شکاف دهانه ناپیوستگی-ها -که پارامتری هیدرولیکی محسوب می شود- بر ایمنی تکیه گاه بررسی شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مشخصات هندسی ناپیوستگی ها تاثیر قابل ملاحظه و تعیین کننده ای بر میزان نشت از توده سنگ تکیه گاه داشته و در مواردی می-توانند ایمنی تکیه گاه را نیز به خطر بیندازد.
کلیدواژگان: توده سنگ درزه دار، تکیه گاه سد، سد بتنی قوسی، ناپیوستگی های سنگی، نشت -
صفحات 45-55دریاچه ارومیه به عنوان یکی از بزرگترین دریاچه های ایران، تخلیه گاه و مقصد نهایی مجموعه ای از رودخانه های شمال غرب کشور است. با توجه به تغییرات زیاد بارندگی و همچنین وقوع خشکسالی ها و سالهای پر آبی در حوضه این دریاچه، تراز آن نوسانات و تغییرات زیادی دارد. آگاهی از این نوسانات در بررسی مسائل مرتبط، از جمله ریسک پذیری تاسیسات و سازه های وابسته، تغییرات ذخیره آبی دریاچه، ساخت و سازهای ساحلی و محیط زیست اهمیت دارد و با توجه به تصادفی بودن فرایند حاکم، بررسی عدم قطعیت، بر دقت تحلیلها خواهد افزود.
هدف اصلی این تحقیق، شبیه سازی نوسانات و تراز ماهیانه دریاچه ارومیه است. لذا سعی شده است با استفاده از روش های مختلفی مانند معادله بیلان آبی دریاچه، معادله همبستگی چندگانه و شبکه های عصبی مصنوعی (ANNs)، شبیه سازی نوسانات دریاچه بررسی شود. بدین منظور از داده های ماهیانه مولفه های موثر بر بیلان دریاچه از قبیل دبی ورودی، بارندگی متوسط و تبخیر متوسط از سطح آزاد آب استفاده شده است. به منظور بررسی قابلیت روش های به کار رفته در شبیه سازی نوسانات تراز آب از تحلیل های عدم قطعیت و حساسیت استفاده شد. نتایج مطالعات حاکی از آن است که مدل شبکه عصبی با کاربرد همزمان دبی تجمعی ورودی، بارندگی ماهیانه و تبخیر ماهیانه، بهترین دقت و کمترین حساسیت را در شبیه سازی نوسانات و تراز آب دریاچه دارد و عدم قطعیت نتایج حاصل از آن دارای دامنه بیشتری است.
کلیدواژگان: بیلان آبی، حساسیت، دریاچه ارومیه، شبکه عصبی، شبیه سازی، عدم قطعیت -
صفحات 57-70یکی از روش هایی که در سالیان اخیر به طرز موثری برای کالیبره کردن خودکار مدل آبهای زیر زمینی به کار گرفته شده، استفاده از روش های مختلف بهینه یابی است. مقاله حاضر تلاشی دیگر در همین زمینه است که در طی آن به تشریح مدلی رایانه ای با استفاده از روش های بهینه یابی پرداخته می شود. در این مدل برای حل معادلات جریان غیر ماندگار آب زیرزمینی از روش عددی اجزای محدود استفاده شده و برای حل مساله بهینه یابی ابتدا از روش بسط یافته لاگرانژ برای تبدیل مساله مقید به نامقید و سپس از روش دیویدون- فلچر- پاول(DFP) برای حل مساله بهینه یابی نامقید استفاده شده است. توانمندی های مدل تهیه شده با ارائه یک مثال نشان داده شده که حاکی از عملکرد رضایت بخش مدل و نیز برخی محدودیتهای آن است.
کلیدواژگان: آبهای زیر زمینی، بهینه یابی، مدل سازی، کالیبره خودکار -
صفحات 71-77استفاده از فعالیتهای حفاظت آب و خاک به منظور کنترل رسوب زایی حوضه های آبریز رودخانه های قزل اوزن و شاهرود تقریبا ناممکن بوده و لذا باید به نحو دیگری نسبت به حل معضل رسوبگذاری مخزن سد سفید رود اقدام کرد. در این راستا به نظر می رسد که استفاده از عملیات شاس برای رسوب زدایی رسوبهای ته نشین شده در مخزن سد سفید رود به عنوان تنها راه حل اثربخش و موفقیت آمیز مطرح باشد. در همین راستا، در این مطالعه نتایج اندازه گیری های میدانی در حین عملیات شاس تحت فشار سد سفید رود ارائه و بررسی شده است. با توجه به این که شبیه سازی عددی فرایند رسوب زدایی مخزن سد می تواند به ایجاد راه کار های مناسب برای بهینه سازی نحوه عملکرد و مانور دریچه های تخلیه عمقی، هیدروگراف خروجی و دامنه تغییرات تراز آب منجر شود، در این مقاله به نحوه استفاده از یک مدل عددی برای شبیه سازی عملیات شاس تحت فشار در مخزن سد سفید رود اشاره می شود. در خاتمه با استفاده از نتایج شبیه سازی های عددی انجام شده به راه کار های اجرایی مناسب برای عملیات های رسوب زدایی بعدی اشاره شده است.
کلیدواژگان: جریان غیر دائمی، راندمان رسوب زدایی، رسوب زدایی، عملیات شاس، مدل عددی
-
Pages 1-18Hybrid models which are based on methods which divide a complex simulation problem to several simple local models and combine the results, potentially could result in different output. The input space in this method is divided into subspaces, and then some single models are assigned to each specific region of the space. In this research by using some floods generated by a hydrologic model, advantages of hybrid models in real-time flood forecasting compared to global models was investigated. To do this, the results of a global ANN model which simulates whole of the flood processes using a single model, are compared with that of two hybrid models, one consisting of a 4 ANN and the other consisting of 8 ANN. The results shows that hybrid models have significantly better results in flood forecasting specially in forecasting time and amount of peak discharges. This is very important in flood forecasting in flood warning systems because of their important role in flood mitigation activities.
-
Pages 19-31Numerical solution of flows with a freely moving boundary is of great importance in practical application such as ship hydrodynamics. Details are given of the development of a two-dimensional vertical numerical model for simulating unsteady and steady free-surface flows on a non-staggered grid in curvilinear coordinates, using a non-hydrostatic pressure distribution. In this model, Reynolds equation and the kinematic free-surface boundary condition are solved simultaneously, so that the water surface elevation can be integrated into the solution and solved for, together with the velocity and pressure field. In the computational space, the Cartesian velocity components and the pressure are defined at the center of a control volume, while the volume fluxes are defined at the mid-point on their corresponding cell faces. Detailed numerical results are presented for the wave generation above an obstacle and small amplitude Stokes waves. The results show that the numerical algorithm described is able to produce accurate predictions and is also easy to apply.
-
Pages 33-44Limitation of water flow and seepage from upstream to downstream through the abutments is a major factor in design of concrete arch dams. In practice, due to the intensive loading imposed on abutments, the concrete arch dams are usually constructed on the rocky abutments with high degrees of strength and stiffness. However, the hard rocks have always contained some discontinuities because of their intrinsic brittle manner. Since these discontinuities are the main ways through which most of seepage is occurred and thus tend to instability of foundation, their hydraulic and mechanical effects must be fully considered. In this paper the effects of geometrical parameters such as joints orientation and initial aperture are studied on hydraulic behavior and seepage through abutments. In addition, the effect of hydraulic initial aperture which is a hydraulic parameter is treated on the safety of abutments. The results show that the geometrical parameters have dominant influence on the seepage through abutments and can also endanger the stability of foundation.
-
Pages 45-55This research work is an attempt to simulate and analyze monthly water level changes in Urmia Lake. To this end, water budget, multiple regression and artificial neural networks (ANNs) approaches have been investigated, using monthly data of effective components of water budget equation such as input discharge, average rainfall and average evaporation. Furthermore, uncertainty and sensitivity analysis were employed to compare the simulation methods capabilities. The results suggested that ANNs model using monthly discharge, rainfall and evaporation as inputs gave best results with less sensitivity, but greater uncertainty.
-
Pages 57-70Various optimization techniques for automatic calibration of groundwater models have been used effectively over past recent years. The present study is another attempt in the same direction through which a new computer model, developed on the basis of optimization technique, is discussed. Throughout the model, the well-known Finite Element Method (FEM) is utilized to discretize and solve the governing equations of groundwater flow. For the optimization part, Augmented Lagrange Multiplier Method (ALMM) is used to convert the constrained problem to an unconstrained problem, first. Then Davidon-Fletcher-Powell (DFP) optimization technique is utilized to solve the resulted unconstrained problem. The capabilities of the developed model are illustrated by employing an example. The results show fairly good performance of the model, although some limitations still exist.
-
Pages 71-77Use of water and soil conservation activities to control the soil erosion in Ghezel-Ozan and Shahroud watersheds is almost infeasible and therefore the Sefid-Roud reservoir sedimentation should be addressed by other ways. In this direction, it seems that the only applicable, successful and feasible way is to flush the deposited sediments out of reservoir. In the present study, the filed measured data of reservoir desiltation process are analyzed. Regarding that the numerical simulation of desiltation process can lead to a practical way to optimize the flushing operation by adjusting the bottom outlet gates maneuver rule, output hydrograph, reservoir water level fluctuations, in this paper a one dimensional model has been applied to the pressure flushing process. At the end, using computed results, some useful practical approaches to maximizing the next flushing operations are presented.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.