به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

زکیه غلامی

  • زکیه غلامی، مهدی یاسی*، آرزو نازی قمشلو، مهدی مظاهری

    به منظور مدل سازی انتقال آلاینده در رودخانه های دو بعدی از روش عددی بدون شبکه محلی پتروو-گالرکین استفاده شده است. هدف از انجام این تحقیق ارایه یک مدل جامع با استفاده از الگوریتم های دقیق و کارآمد برای حل معادله جابه‎جایی- پراکندگی می باشد. حل دو ‎بعدی معادله جابه‎جایی-پراکندگی کسری مکانی برای آبراهه‎های با هندسه و ضرایب هیدرولیکی متغیر (جریان پایدار و غیریکنواخت) ارایه می شود. مشتقات مرتبه کسری به دلیل ماهیت غیرمحلی قادر به تولید منحنی هایی با دنباله های بلند و چولگی هستند که در این مطالعه برای حل این جمله از روش کاپوتو استفاده شده است. به منظور حل معادله جابه‎جایی-پراکندگی کسری با روش بدون‎شبکه محلی پتروو-گالرکین، تابع تقریب حداقل مربعات متحرک و تابع وزن اسپیلاین درجه چهار به کار گرفته شد. در نهایت اعتبار مدل با داده‎های مشاهداتی رودخانه آتاباسکا و نتایج تحقیقات ارایه شده توسط ملکی (خروجی مدل مایک 21) برای مقاطع عرضی در کیلومترهای 425/2، 725/3 و 725/4 بررسی شد. در حالت اعتبارسنجی پارامترهای ضرایب پراکندگی، مشتقات مرتبه کسری و ضرایب چولگی با افزایش R2، کاهش MSE و MAE بین داده‎های مشاهداتی و محاسباتی بهینه شدند. مقدار ضریب پراکندگی به ترتیب در راستای طول و عرض برابر 68 و 5/2 مترمربع بر ثانیه به دست آمد. بررسی ها نشان داد مقدار R2 در روش بدون شبکه محلی پتروو-گالرکین نسبت به مدل مایک برای سه مقطع عرضی مذکور به طور متوسط 11 درصد افزایش یافته است. براساس نتایج این مطالعه، معادله جابه جایی-پراکندگی کسری به دلیل انعطاف پذیری بالا، توصیفی به مراتب دقیق تر و خروجی های نزدیک تر به داده های اندازه گیری‎شده نسبت به حالت کلاسیک (مشتق مرتبه صحیح) ارایه می کند.

    کلید واژگان: انتقال آلاینده, روش بدون شبکه محلی پتروو-گالرکین, تابع اسپیلاین, روش کاپوتو
    Zakieh Gholami, Mehdi Yasi *, Arezoo Nazighameshlou, Mehdi Mazaheri

    The study of surface water quality has special importance. Unfortunately, sometimes sewage and industrial effluents are discharged into the river. If the mechanism of transport and diffiusion of pollution in rivers with different geometry is known, it can be planned to reduce the effects of pollution on the general health of human society by raising the issue of water mixing and strengthening the self-purification of rivers. The governing equation over the pollution transport phenomenon in rivers is advection-dispersion equation. This equation is classic and does not have the necessary accuracy in predicting the amount of pollutant concentration in the river; Therefore, this equation must be changed in such a way to have the least error in the simulation. The fractional calculus method is used to accurately investigate the transport of pollutants in the stream. To model the pollutant transport in the river, differential equation must be solved. Meshless method is one of the newest numerical methods in recent years that was able to correct some of the disadvantages of mesh-based methods. Studies show that the most studies have focused on solute transport in steady-state flow regimes and regular cross-sections. This study seeks to provide a comprehensive model for simulating the phenomenon of pollutant transport in rivers with steady and non-uniform flow to eliminate the shortcomings of common models. In this study, the parameters of dispersion coefficients, fractional order derivatives and skewness coefficients were optimized in the longitudinal and transverse directions. The values of dispersion coefficient in the longitudinal and transverse directions were 68 and 2.5 m2/s, respectively. The output of the proposed model was compared with the observational data of the Athabasca River and the Mike21 model for three cross sections. The results showed that the amount of R2 in the Meshless Local Petrovo-Galerkin method increased by an average of 11% compared to the Mike model.

    Keywords: Pollutant Transport, Meshfree Local Petrov-Galerkin Method, Spline Function, Caputo Method
  • زکیه غلامی، مهدی یاسی*، آرزو نازی قمشلو، مهدی مظاهری

    انتقال آلاینده ها در رودخانه‎ ها یکی از مهم‎ترین مسایل در محیط‎زیست است. بسیاری از محققین به حل معادله جابه‎ جایی- پراکندگی به روش‎های گوناگون عددی از جمله روش تفاضل محدود و اجزای محدود پرداختند. این روش‎ها علی‎رغم مزایایی که دارند، دارای معایبی نیز هستند که اکثرا مرتبط با شبکه ‎بندی دامنه مسئله است، به‎ همین علت استفاده از روش‎های بدون شبکه که نیازی به شبکه‎ بندی دامنه حل ندارند، ضروری به‎ نظر می‎رسد. در تحقیق حاضر، حل یک‎بعدی معادله جابه‎ جایی- پراکندگی با استفاده از روش بدون شبکه محلی پتروو-گالرکین در حالت غیرماندگار انجام شده، و به‎ منظور بررسی صحت عملکرد مدل از داده ‎های رودخانه مری‎برن استفاده شد. تابع تقریب و تابع وزن به‎کار رفته در روش مورد مطالعه، به‎ترتیب تابع حداقل مربعات متحرک و تابع کیوبیک اسپیلاین است. در این پژوهش، 9 آزمایش برای واسنجی مدل و 2 آزمایش برای اعتبارسنجی آن استفاده شد. برای واسنجی، نمودار ضریب پراکندگی و سرعت نسبت به دبی رسم و معادله رگرسیونی توانی استخراج شد که به‎ ترتیب دارای ضریب همبستگی 925/0 و 988/0 بودند. در حالت اعتبارسنجی نیز، برای هر مدل ضریب پراکندگی و سرعت با به حداقل رساندن معیار میانگین مربعات خطای غلظت محاسباتی و مشاهداتی بهینه شد. مقدار ضریب پراکندگی در این تحقیق در بازه 1/1-13/0 مترمربع بر ثانیه، برای محدوده دبی 437-13 لیتر بر ثانیه به‎دست آمد. نتایج این مطالعه حاکی از عملکرد و دقت قابل قبول روش بدون شبکه است.

    کلید واژگان: انتقال آلاینده, روش بدون شبکه محلی پتروو-گالرکین, تابع حداقل مربعات متحرک, تابع کیوبیک اسپیلاین
    Zakieh Gholami, Mehdi Yasi *, Arezoo Nazighameshlou, Mehdi Mazaheri

    Transport of pollutants in rivers is one of the most important issues in the environment. Many researchers have solved the advection-dispersion equation by various numerical methods, including finite difference and finite element methods. Despite their advantages, these methods also have disadvantages that are often related to netting of the problem domain. Therefore application of mesh-free methods which do not require solution domain network seems necessary. In the present study, the one-dimensional advection-dispersion equation has been solved using the Mesh-free Local Petrov-Galerkin method in the unsteady state. The Murray Burn River data were used to evaluate the performance of the model. The used approximation and weight function were the moving least squares function and the cubic spline function, respectively. In this study, 9 experiments were used to calibrate the model and 2 experiments were used to validate it. For calibration, the discharge coefficient and velocity plotted against the flow rate, and the power regression equation was extracted which had correlation coefficients of 0.925 and 0.988, respectively. In the validation mode, the dispersion coefficient and velocity were optimized by minimizing the mean squared error between computational and observational concentration for each model. The dispersion coefficient in this study was in the range of 0.13-1.1 m2/s for the flow rate of 13-437 L/s. The results indicated the acceptable performance and accuracy of mesh-free method.

    Keywords: Cubic Spline Function, Mesh-Free Local Petrov-Galerkin Method, Moving Least Squares Function, Pollutant Transport
  • M. Yasi *, Z. Gholami
    Fusegate spillways dispart into two models of straight and labyrinth crest according to their plan view. Labyrinth Fusegates are consists of three types: Narrow Low Head (NLH), Wide Low Head (WLH), and Wide High Head (WHH). In this study, the effect of well with different heights and floor slope in WLH model of Fusegate spillways investigated on discharge coefficient over the spillway, and the amount of discharge coefficient calculated by artificial neural network and statistical method of multivariate regression by SPSS software, and compared with the result of physical modeling tests. Also, the sensitivity analysis of effective factors on the flow discharge coefficient has been done. To predict the flow discharge coefficient in artificial neural network, the best fit was obtained from Levenberg-Marquardt algorithm application as training function, TANSIG as transfer function for hidden layer and linear function as output layer. The results of sensitivity analysis showed that among the dimensionless parameters, the ratio of upstream water head to height of bucket is more effective than the other input variables. To estimate the discharge coefficients, the amount of relative error in statistical model is approximately 30% and in neural network is less than 5%. Therefore, the neural network model is considered as a suitable tool for estimating the discharge coefficient in Fusegate Spillways.
    Keywords: Artificial Neural Network (ANN), Discharge Capacity, Levenberg, Marquardt Algorithm, WLH Spillway
  • زکیه غلامی، رامین فضل اولی
    فیوزگیت ها شامل سه نوع دریچه باریک با بار کم، دریچه عریض با بار کم و دریچه عریض با بار زیاد هستند. در این پژوهش، تاثیر 6 چاهک با ارتفاع های متفاوت روی فیوزگیت مدل دریچه عریض با بار کم بررسی شده و برای تعادل سازه از دو وزنه با جرم های مختلف استفاده شده است. سرریز مذکور، از جنس پلکسی گلاس بوده و دارای ارتفاع 50 میلی متر است. آزمایش ها در کانال آزمایشگاهی به طول 5 متر، عرض 75 میلی متر و ارتفاع 175 میلی متر انجام شد. در این پژوهش، معادله پارامترهای بدون بعد نسبت اختلاف ارتفاع تاج و آب در مخزن به ارتفاع فیوزگیت و عدد وبر با ضریب دبی بررسی و با نرم افزار افزودنی Solver در محیط اکسل، معادله ای توانی برای ضریب دبی در 15 حالت استخراج شد. از 228 دبی قرائت شده، 20 درصد با استفاده از معیارارزیابی RMSE برای صحت سنجی معادلات به کار برده شد. نتایج نشان داد که با 5 /2 درصد افزایش ارتفاع آب بالادست سرریز و 5 درصد افزایش عدد وبر، ضریب دبی حدود 3 /0 درصد کاهش می یابد. همچنین محقق شد در یک دبی ثابت، چاهک 57 میلی متری نسبت به سایر چاهک ها کشش سطحی کمتر و ارتفاع آب بالادست پایین تری .
    کلید واژگان: دریچه عریض با بار کم, صحت سنجی, ضریب دبی, مطالعات آزمایشگاهی
    To pass the extra water and flood from upstream to downstream in dams, a hydraulic structure called spillway uses, which is one of the important appurtenant structures in each dam. Selecting the type of spillway is a function of topographical conditions, the amount of design flood and type of dam. Spillways are made in different forms that the most common of them are overfall and overflow (overpass) spillways. Free or uncontrolled overfall spillways are the most reliable choice. These spillways usually impose higher construction cost and causes in wasting a considerable amount of water or live capacity of the reservoir. Employing Fusegates might be a way of reconciling dam safety with maximized storage capacity. Fusegates were invented in 1989 by François Lempérière as a simple, robust, and a safe system to increase live storage or spillway capacity. The system has been patented by Hydroplus International in the United States, Europe, and most other countries. It is implemented in more than 40 dams in 14 different countries across 5 continents. This spillway consists of three main components; 1) A bucket made of metal or reinforced concrete, 2) A base, and 3) An intake well which is connected to the chamber in the base. Fusagates consists of three types of Narrow Low Head (NLH), Wide Low Head (WLH), and Wide High Head (WHH).
    Tests were done in a horizontal flume with a rectangular cross section in the hydraulic laboratory of Water Engineering Department at Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University. This laboratory flume has a length of 5 m, width of 75 mm and height of 175 mm (the walls are made of transparent Plexiglas to see the flow from two sides). In this study, the effect of 6 wells with different heights over WLH model of Fusegate has been studied and two weights with different mass were used for the equilibrium of the structure. The investigated spillway is made of Plexiglas and has a height of 50 mm. To balance the model, two iron weights with a mass of 43.7 and 55.8 gr were applied, which are placed on the chamber’s floor. The position of this model is at the 1 meter upstream the outlet of the channel, for reducing the inflow turbulence and water surface fluctuations at the upstream of the structure. The range of the flow discharge was about 0.2 to 1.8 lit/s. In every test, the water depth was measured at 30 cm upstream of the structure. A total of 228 tests was done, that 20 percent of them were selected randomly for verification the equations. In this study, the RMSE was used as evaluation criteria.
    In order to find a relationship between effective factors on discharge coefficient in Fusegate spillway, dimensional analysis was done on the effective parameters. The discharge coefficient can be dependent on geometry, kinematic and dynamic variables (h, ρ, v, σ, μ, w, H). Four obtained dimensionless parameters are including discharge coefficient, Weber, Reynolds and h/H. According to dimensional analysis, Reynolds number was removed, because the flow was turbulent. Since, the spillway was a physical model with a small-scale, surface tension was not negligible and the Weber number was affective. Finally, a power relationship between the discharge coefficient and two dimensionless parameters (Weber and the upstream water level to the bucket’s height (h/H)) of Fusegate spillway was created. The coefficient of determination (R2) was used for calibration and root mean square error (RMSE) was used for verification. When RMSE values are near zero, indicates that the computational and observational discharge coefficients are closer together and the equation has a higher accuracy. When R2 values are near to 1, shows that the most suitable values for constant parameters were selected. The maximum value of R2 is related to the second well with a weight of 55.8 gr, and the lowest value was belong to the forth well of this weight. The discharge coefficient range was approximately between 0.33-0.58. In a constant h/H, the highest discharge coefficient and discharge was related to the second well. In the other word, the lowest upstream water level was related to the well with a height of 57 mm, which shows that during the flood, this well can prevent flooding of upstream adjacent land. By increasing the Weber number, the discharge coefficient decreases. In fact, in high discharge coefficients that the upstream water level is low, the effect of surface tension is undeniable. At a constant discharge coefficient, the highest value of Weber number that shows the lowest surface tension, was related to second well. With increasing height of well from 52 to 62 mm for the first and second weights, with increasing the tilting discharge, the tilting head increases. But with increasing height of well from 62 to 77 mm, increasing discharge does not effect on the tilting head. Because, the motive forces overcome the resisting forces that makes Fusegate to be in an unstable state, before the water enter into the well.
    The test results showed that in the WLH model of Fusegate spillway, the dimensionless parameters (h/H) and (We) are effective on the discharge coefficient. By increasing (h/H), the discharge coefficient decreases as parabolic. In fact, by enhancing the water level above the spillway, the discharge coefficient declines due to downstream submergence. Also, this result is valid for enhancing the Weber number. In a constant (h/H) and (We), the discharge coefficient of the second well is more than others, because of having less surface tension and lower head of water at the upstream. Finally, a power relationship between the discharge coefficient, h/H and We extracted in 15 cases, that the calculated statistical parameters indicate high accuracy of equations.
    Keywords: Verification, Laboratory studies, Coefficient discharge, Wide low head
  • زکیه غلامی، رامین فضل اولی*
    فیوزگیت یکی از انواع سرریزها است که با توجه به نمای از بالا، به دو مدل تاج مستقیم و تاج کنگره ای تقسیم می شود. فیوزگیت های تاج کنگره ای با افزایش طول تاج، ظرفیت تخلیه و ذخیره آب در مخزن، می تواند در زمان سیلابی با کاهش ارتفاع آب بالای سازه، از آب گرفتگی زمین های بالادست جلوگیری کند که شامل سه نوع: دریچه باریک با بار کم (NLH)، دریچه عریض با بار کم (WLH) و دریچه عریض با بار زیاد (WHH) است. در این تحقیق، به بررسی آزمایشگاهی تاثیر افزایش شیب کانال بر روند ضریب دبی در 3 مدل فیوزگیت WLH، خطی و خطی با نیمرخ مایل پرداخته شد. این مدل ها از جنس پلکسی گلاس با ارتفاع جام 16/7 سانتی متر می باشد. آزمایش ها در کانال آزمایشگاهی شیب پذیر به طول 12 متر، عرض 0/5 متر و ارتفاع 0/8 متر انجام شد. نتایج نشان داد که ضریب دبی سرریز فیوزگیت به پارامتر h/H بستگی دارد. در فیوزگیت کنگره ای با افزایش دبی، ضریب دبی به صورت سهمی کاهش می یابد و در فیوزگیت های با تاج مستقیم، ضریب دبی به صورت خطی در شیب های مختلف حالت افزایشی، تقریبا ثابت و کاهشی دارد. در هر 3 مدل با افزایش شیب، عمق آب پایین دست سرریز کم و مقدار ضریب دبی افزوده می شود. مقایسه مدل ها نشان داد که در یک h/H ثابت، سرریز خطی با نیمرخ مایل ضریب دبی بالاتری دارد و بیشترین حجم آب را در مخزن ذخیره می کند. هم چنین مشخص شد، در یک دبی ثابت مدل WLH از ارتفاع آب بالادست پایین تری برخوردار است. در نهایت، معادله ضریب دبی فیوزگیت های کنگره ای و مستقیم به ترتیب به صورت توانی و خطی استخراج شد که پارامترهای آماری محاسبه شده حاکی از دقت بالای معادلات است.
    کلید واژگان: سرریز, شیب, ضریب دبی, فیوزگیت
    Zakie Gholami, Ramin Fazloula
    Fuse gate is one of the spillway types that according to the plan view have two models of straight and labyrinth crest. Labyrinth crest fuse gates with increasing crest length, discharge capacity and storage of water in reservoir, can prevent flooding of upstream land by reducing water level above the structure. They have three different types: Narrow Low Head (NLH), Wide Low Head (WLH), and Wide High Head (WHH). In this study, the effect of increasing canal slope on discharge coefficient in 3 models of fuse gate: WLH, Straight, and Straight with Inclined Side view was investigated. These models were made of Plexiglas with a bucket height of 16.7 cm. Tests were made in a sloping experimental canal with a length of 12 m, width of 0.5 m, and height of 0.8 m. The results showed that the discharge coefficient of fuse gate spillway depends on h/H. In WLH model of fuse gate, the discharge coefficient reduces as parabolic with increasing discharge and in Straight Fuse gates, the discharge coefficient in the form of linear has increasing, constant and decreasing depending on the slopes. In all 3 models with increasing slope, the downstream water depth of spillway reduces and discharge coefficient value increases. Model comparison showed that in a constant h/H, the Straight spillway with Inclined Side view has higher discharge coefficient and stores the maximum volume of water in the reservoir. It was also found that at a constant discharge, the WLH model has lower upstream water level. Finally, the discharge coefficient equation for straight and labyrinth fuse gates were obtained in the form of linear and power functions. The statistical analysis indicated high accuracy of the equations.
    Keywords: Spillway, Slope, Discharge Coefficient, Fuse gate
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال