Magiran | فهرست مطالب نویسنده: Y. Hassanzadeh

بررسی عددی پدیده کاویتاسیون در سرریز سد آغ چای به روش VOF و نرم افزار Flow-3D

سجاد پیربوداقی*، قاسم خلیل زاده، یوسف حسن زاده

مجله مهندسی مکانیک، سال پنجاه و دوم شماره 4 (پیاپی 101، زمستان 1401)، صص 135 -144

به کمک مدل های ریاضی می توان شرایط هیدرولیکی پیچیده و خصوصا وجود جریان های دوفازی در تندآب سرریزها را به صورت سه بعدی با دقت قابل قبولی شبیه سازی کرد و با برقراری جریان های عبوری مختلف احتمال بروز خلاء زایی در این سازه ها را بررسی نمود. در تحقیق حاضر امکان ظهور پدیده کاویتاسیون و علاج بخشی روی سرریز سرویس سد آغ چای با استفاده از روش های عددی در نرم افزار Flow-3D در دو دبی 4400 و 1065 متر مکعب برثانیه که توسط مشاور طرح ارایه شده است، مورد ارزیابی قرار می گیرد و سطح آزاد جریان در این مدل به روش حجم سیال (VOF) محاسبه می گردد. نتایج شبیه سازی جریان در دبی 4400 مترمکعب بر ثانیه نشان می دهد که در قسمت اوجی و تغییر زاویه کانال تندآب رخداد پدیده کاویتاسیون بسیار محتمل است و باید با استفاده از تدابیری از وقوع آن جلوگیری کرد. ولی در دبی های کمتر از جمله 1065 متر مکعب برثانیه بخاطر سرعت کمتر و عدم جدایش جریان از بستر احتمال وقوع خلازایی کم بوده و چندان قابل توجه نیست. نتایج بدست آمده در مقایسه با نتایج مشاور طرح از تطابق خوبی برخوردار می باشند.

کلید واژگان: سرریز اوجی شکل, مدلسازی عددی, نرم افزار Flow-3D, سد آغ چای, روش VOF, کاویتاسیون

Numerical investigation of cavitation phenomenon in Aghchai dam spillway by VOF method and Flow-3D software

S. Pirboudaghi, Gh. Khalilzadeh, Y. Hassanzadeh

Journal of Mechanical Engineering, Volume:52 Issue: 4, 2023, PP 135 -144

With the help of mathematical models, complex hydraulic conditions and especially the presence of two-phase flows over spillway chutes can be simulated in three dimensions with acceptable accuracy. By establishing different flow flows, the possibility of vacuum generation in this structure can be examined. In the present study, the possibility of cavitation and cure on the service spillway of Aghchai dam using numerical methods in Flow-3D software is evaluated. The flood flow regime has 4400 and 1065 cubic meters per second rate, which is provided by the project consultant. The free flow level in this model is calculated by volume of fluid (VOF) method. The results of flow simulation at a flow rate of 4400 cubic meters per second show that cavitation is very likely to occur at the ogee and the angle change of the chute channel where should be prevented by taking some actions. However, in lower flows, such as 1065 cubic meters per second, due to lower speed and lack of separation of flow from the bed, the occurrence probability of vacuum generation is low and not very significant. The results obtained are in good agreement with the results of the project consultant.

Keywords: Ogee spillway, Numerical modeling, Flow-3D software, Aghchai dam, VOF method, Cavitation

بررسی شکست سدهای خاکی، روندیابی و پهنه بندی سیلاب با اعمال مدل های ریاضی و سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: سد علویان)

یوسف حسن زاده*، امین عبدی کردانی، مهران حسن زاده، مریم شفیعی نجد

نشریه دانش آب و خاک، سال بیست و نهم شماره 3 (پاییز 1398)، صص 121 -134

اگر چه سازه سد نقش مهمی در مهار سیلاب و تامین آب برای کشاورزی، مصرف انسانی، استفاده صنعتی، تولید برق و پرورش ماهی دارد، در صورت شکست آن، تلفات جانی و خسارات بسیاری را ایجاد می نماید. برای کاهش اثرات مخرب شکست سد در مناطق سیل گیر پایاب، ارائه نقشه خطرپذیری سیلاب بسیار ضروری می باشد. بدین منظور در مرحله اول، هیدروگراف شکست خروجی از سد علویان با استفاده از مدل BREACH و تحت سناریوی روگذری جریان محاسبه گردید. در مرحله بعد، با استفاده از مدل HEC-RAS سیلاب ناشی از شکست سد در پایین دست رودخانه روندیابی گردید. در نهایت از نرم افزار ArcGIS جهت پهنه بندی سیلاب استفاده گردید. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که سد علویان، در مدت زمان 46 دقیقه و با حداکثر دبی خروجی در حدود 66000 مترمکعب بر ثانیه به طور کامل می شکند. همچنین، بر اساس نقشه خطرپذیری سیلاب، بیشتر نقاطی که در منطقه مورد مطالعه تحت تاثیر سیلاب ناشی از شکست سد علویان واقع شده اند، جزو مناطق پر خطر محسوب می شوند.

کلید واژگان: پهنه بندی سیلاب, سد علویان, سیستم اطلاعات جغرافیایی, شکست سد, نقشه خطرپذیری سیلاب

Earthen Dams Break Analysis, Flood Routing and Mapping using Mathematical Models and Geographic Information System (A Case Study: Alavian Dam)

Y Hassanzadeh*, A Abdi Kordani, M Hassanzadeh, M Shafiei Najd

Journal of Water and Soil Science, Volume:29 Issue: 3, 2019, PP 121 -134

Although a dam’s structure has an important role in suppressing floods and providing water for activities such as agriculture, human consumption, industrial use, electricity generation and pisciculture, its break has an immense damage and loss of life when it occurs. In order to reduce the damaging effects of the dam break on the downstream places, it is necessary to provide the flood hazard map. For this purpose, in the first step, the output breach hydrograph of the Alavian dam was computed by the BREACH model under the overtopping scenario. In the next step, the breach hydrograph was routed through the downstream of the river by using HEC-RAS model. Finally, the ArcGISsoftware was utilized to prepare the flood mapping. The results of the present study illustrated that the Alavian dam is breached with the time of failure of 46 min and the peak discharge of about 66000 m3/s. Furthermore, according to the flood hazard map, most of the downstream inundation zones due to Alavian failure dam have been considered as the high hazard area.

Keywords: Alavian dam, Dam break, Flood hazard map, Flood mapping, Geographic Information System

تحلیل خشکسالی هواشناسی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات- شبکه های عصبی مصنوعی بر مبنای شاخص MSPI

مریم شفیعی نجد، یوسف حسن زاده، محمد تقی اعلمی، امین عبدی کردانی

نشریه دانش آب و خاک، سال بیست و هشتم شماره 2 (تابستان 1397)، صص 107 -120

پدیده خشکسالی یکی از بلایای طبیعی می باشد که احتمال وقوع آن در تمام مناطق اقلیمی امکان پذیر است و در هر منطقه ای که روی می دهد، باعث ایجاد آسیب های جدی در محیط زیست و زندگی انسان ها می شود. بنابراین، پیش بینی این پدیده مضر، می تواند تاثیر قابل توجهی در مدیریت منابع آب داشته باشد و آثار مخرب آن را تا حد امکان کاهش دهد. در این مطالعه، ابتدا با استفاده از شاخص بارندگی استانداردشده چند متغیره (MSPI) ، مشخصه های خشکسالی در حوضه آبریز لیقوان چای به دست آمد و سپس از شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) جهت پیش بینی شاخص فوق استفاده گردید. جهت آموزش شبکه های عصبی مصنوعی و تخمین بهینه وزن های آن، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) به کار برده شد و عملکرد آن با الگوریتم پس انتشار خطا (BP) مورد مقایسه قرار گرفت. در این راستا سناریوها و ساختارهای مختلفی در نظر گرفته شد و سپس با استفاده از آزمون های نیکوئی برازش، میزان دقت هر یک از آن ها محاسبه گردید. نتایج حاصل، برتری مدل ANN-PSO نسبت به مدل ANN-BP در پیش بینی خشکسالی را نشان داد.

کلید واژگان: الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات, حوضه آبریز لیقوان چای, خشکسالی هواشناسی, شاخص بارندگی استانداردشده چند متغیره, شبکه های عصبی مصنوعی

Meteorological Drought Analysis Using Particle Swarm Optimization Algorithm- Artificial Neural Networks Based on MSPI Index

M Shafiei Najd, Y Hassanzadeh, MT Alami, A Abdi Kordani

Journal of Water and Soil Science, Volume:28 Issue: 2, 2018, PP 107 -120

The drought phenomenon is one of the natural disasters, which may occur in all climatic zones and cause serious damages to the environment and human life. So, forecasting this phenomenon may have significant impact on the water resources management and reduce its destructive effects as much as possible. In this study, the multivariate standardized precipitation index (MSPI) was utilized to compute the drought characteristics in the Lighvanchai basin and then the artificial neural network (ANN) was used to forecast the MSPI values. In order to train the ANN and estimate its optimized weights, the particle swarm optimization (PSO) algorithm was applied and its performance was compared with the backpropagation (BP) algorithm. In this context, different scenarios and structures were considered and then the goodness-of-fit tests were utilized for evaluating the accuracy of them. The results demonstrated that the ANN-PSO model had a better performance than the ANN-BP model for drought forecasting.

Keywords: Artificial neural network, Lighvan Chai Basin, Meteorological drought, Multivariate standardized precipitation index, Particle swarm optimization algorithm

شبیه سازی دوبعدی جریان های سیلابی شهری با مدل CCHE2D (مطالعه موردی: شهر آق قلا)

نازیلا کاردان*، یوسف حسن زاده، ابوالفضل ارزنلو

فصلنامه دریا فنون، سال چهارم شماره 4 (پیاپی 10، زمستان 1396)، صص 25 -36

مردم در سراسر جهان همه روزه با وقایعی روبرو می شوند که منجر به مرگ، آسیب، تخریب اموال و اختلال در فعالیت های روزانه می شود. سیل نیز به عنوان یکی از مخاطرات طبیعی از دیرباز جوامع روستایی و شهری را مورد تهدید و هجوم قرار داده و موجب خسارات جانی و مالی گردیده است. از این رو بسیار ضروری است تا تحقیقات و بررسی هایی در خصوص طغیان رودخانه ها در زمان وقوع سیلاب انجام پذیرد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار CCHE2D به بررسی بازتاب رفتار هیدرولیکی شهر آق قلا در برخورد با سیلاب های 100 ساله رودخانه ی گرگان رود پرداخته شده و با استفاده از شاخص مخاطره، ورودی لازم برای تدوین برنامه واکنش سریع، مدیریت بحران، بیمه سیلاب استخراج گردیده است. نتایج حاکی از آن می باشد که با توجه به الگوی جریان شکل گرفته در سیلاب مذکور و نقشه های شاخص مخاطره، تخلیه کلی شهر امری ضروری به نظر می رسد. از طرفی با توجه به مساحت پهنه پرخطر، میزان خسارات وارده سنگین خواهد بود.

کلید واژگان: مدیریت بحران, سیلاب شهری, شبیه سازی عددی, شاخص مخاطره, شهرستان آق قلا

2D Numerical Simulation of Urban Floods Using CCHE2D (Case Study: Aghghala City)

N. Kardan *, Y. Hassanzadeh, A. Arzanlou

Marine Technology, Volume:4 Issue: 4, 2018, PP 25 -36

People around the world encountered every day with the natural events that lead to the death, injury, destruction of property and disruption of their daily activities. Flooding is known as one of these natural hazards that have long been threatened the urban communities and causes several human and financial casualties. Therefore, it is necessary to perform research studies and implement subsequent actions consistent with the nature of the river at the time of flooding. In this study, the hydraulic behavior of Aghghala city has been considered and investigated in dealing with the 100-year flooding of Gorganroud River using CCHE2D; and with defining the risk index, the required input data have been extracted to codify the rapid response planning, crisis management, and flooding insurance. The results show that regarding the flow pattern formed during the flooding and the overall hazard maps, evacuation of the entire city seems to be essential. However, regarding to the area of the zones having high risk, the predicted damages would be very heavy.

Keywords: Crisis management, Urban flooding, Numerical simulation, Risk index, Aghghala city

بررسی عملکرد مخازن موج گیر ساده و تفاضلی در کنترل امواج فشاری ضربه قوچ

نازیلا کاردان *، یوسف حسن زاده، حسین خیری

مجله مهندسی عمران شریف، سال سی و سوم شماره 3 (پاییز 1396)، صص 43 -52

ضربه ی قوچ یکی از پدیده های مخرب هیدرودینامیکی است که در بیشتر ایستگاه های پمپاژ، خطوط انتقال آب و نیروگاه های برق آبی ایجاد می شود. نظر به آثار مخرب پدیده ی مذکور بر روی خطوط انتقال آب و تاسیسات برق آبی، درنظر گرفتن نوسان های پارامترهای مختلف نظیر سرعت و فشار می تواند تاثیر قابل ملاحظه یی در طراحی ایمن خطوط انتقال آب داشته باشد. یکی از روش های کنترل نوسان های ذکرشده در هنگام وقوع پدیده ی ضربه ی قوچ، احداث مخزن موج گیر در مسیر انتقال است. در پژوهش حاضر، ضمن تشریح عملکرد انواع مخازن موج گیر و نقش آن ها در تعدیل فشارهای مثبت و منفی خطوط انتقال نیروگاه برق آبی، دو نوع مخزن گیر ساده و تفاضلی روزنه دار انتخاب و تاثیر هر کدام در تغییرات فشار و سرعت در طول خط لوله ی انتقال بررسی شده است. برای تحلیل معادلات حاکم بر پدیده، از روش تفاضل محدود استفاده شده و گسسته سازی معادلات و حل آن ها در نرم افزار مطلب انجام شده است. نتایج به دست آمده از تحلیل عددی نشان داده است که مخزن موج گیر تفاضلی می تواند تاثیر قابل ملاحظه یی در استهلاک انرژی و کاهش نوسان های تراز آب مخزن داشته باشد که این تاثیر موجب کاهش 40 درصدی ابعاد مخزن تفاضلی نسبت به مخزن ساده شده است. به لحاظ کنترل نوسان های فشار نیز مخزن موج گیر تفاضلی به مراتب عملکرد بهتری نسبت به مخزن ساده داشته است.

کلید واژگان: ضربه ی قوچ, مخازن موج گیر, مخزن موج گیر تفاضلی, نوسان جرم, روش تفاضل محدود

Investigation Of Optimum Dimensions Of Simple And Differential Surge Tanks To Control The Pressure Waves Due To Water Hammer

N. KARDAN, Y. HASSANZADEH, H. KHEIRY

Sharif Journal Civil Engineering, Volume:33 Issue: 3, 2018, PP 43 -52

Water hammer is one of the destructive hydrodynamic phenomena which established in most pumping stations, transmission lines and hydroelectric power plants. Fluid distribution systems and hydropower plants can be severely damaged by water hammer. Water hammer is the forceful slam, bang, or shudder that occurs in pipes when a sudden change in fluid velocity creates a significant change in fluid pressure. Since this phenomenon can force destructive effects on transmission lines and hydroelectric power plants (Turbines and pipelines), so it is essential to investigate the influence of water hammer (positive and negative pressure waves) along the transmission lines. One of the methods to reduce the effect of water hammer effects is to establish a surge tank in hydraulic pipelines. Surge problems are encountered in connection with unsteady state of flow of fluids in pipelines. In general a surge tank is designed to reduce the distance between the free water surface and turbine thereby reducing the water hammer effects on penstock and also protect upstream tunnel from high pressure rises. The other function is to serve as a supply tank to the turbine when the water in pipe is accelerating during increased load conditions and as a storage tank when the water is decelerating during reduced load conditions. In the present study, while describing the performance of different surge tanks and their role in adjustment the negative and positive pressures in transmission lines of hydroelectric power, two types of surge tanks (i.e., simple and differential) are selected and investigated their action on variations of flow pressure and velocity along the pipe lines. Also, regarding to the economic considerations, the dimensions of surge tanks have been optimized. Finding the optima position of tanks according the oscillations of water surface is another evaluated of items in present study. For analyzing the equations by finite difference technique, discretization of equations has been conducted in Matlab. The results revealed that the differential surge tanks are more efficient and economical than simple ones up to 40%. Also the half of transmission length at upstream of turbines are determined as the optima position of surge tanks.

Keywords: Water Hammer, Surge Tanks, Mass Oscillations, Optima Dimensions, Finite Difference Technique

بررسی عددی اثر فاصله ی پایه های پل بر پارامترهای هیدرولیکی و رسوبی جریان های رودخانه یی با استفاده از نرم افزار BRI-STARS

یوسف حسن زاده، نازیلا کاردان *، پاشا کاظمی، شیوا عیاری

مجله مهندسی عمران شریف، سال سی و دوم شماره 4 (زمستان 1395)، صص 71 -80

آب شستگی پایه های پل یکی از مهم ترین عوامل تهدیدکننده ی پایداری پل های احداث شده بر روی رودخانه هاست. مطالعات زیادی جهت تخمین عمق و شدت آب شستگی اطراف پایه های پل انجام پذیرفته است. به دلیل پیچیدگی پدیده ی مذکور، بسیاری از روابط موجود قادر
نیستند عمق آب شستگی را با دقت قابل قبولی پیش بینی کنند. با توجه به اهمیت مسئله ی آب شستگی در طراحی پل ها، در این پژوهش با استفاده از نرم افزار B R I-S T A R S \پانویس{b r i d g e s t r e a m t u b e m o d e l f o r a l l u v i a l r i v e r s i m u l a t i o n}، ضمن مقایسه ی روابط تخمین عمق آب شستگی، نتایج و داده های خروجی حاصل از تحلیل مدل های مختلف با نسبت فاصله به عرض پایه های متفاوت بررسی شده است. مقایسه ی دو رابطه ی فروهلیچ و C S U نشان داده است که معادله ی فروهلیچ، مقدار آب شستگی را حدود 11\٪ بیشتر از C S U تخمین زده و به لحاظ طراحی، محافظه کارانه تر است. به هنگام استفاده از فرمول C S U، میزان افزایش عمق آب شستگی در مدل های با نسبت $x/b

کلید واژگان: شبیه سازی عددی, آبشستگی, پایه های پل, مجاری جریان, نرم افزار BRI-STARS

Numerical Evaluation of Piers Spacing Effect on Hydraulic and Sedimentary Parameters of River Flows Using Bri-Stars (Case Study)

Y. Hassanzadeh, N. Kardan *, P. Kazemi, S. Ayyari

Sharif Journal Civil Engineering, Volume:32 Issue: 4, 2017, PP 71 -80

The scour of bridge piers is one of the most important factors aecting the stability of bridges constructed over rivers. Many studies have been conducted to evaluate the depth and intensity of scouring around bridge piers. Due to the complexity of this phenomenon, most existing formula cannot estimate the scour depth with reasonable precision. In this paper, regarding the importance of scouring in bridge design, a comparison was made between the formulas used for estimation of scour depth, and then the resulted data from analyzing dierent models with dierent ratios of pier spacing to pier width were investigated using BRI-STARS. Comparing Froehlich and CSU relations reveal that the Froehlich equation estimates the scour depth 11 percent more than the CSU formula. Also, the Froehlich is more conservative due to the design criteria. The increasing of scour depth in models with x/b<7 is negligible when the CSU formula was applied, and in models with x/b < 8.5 when the Froehlich formula was used. In order to select the optimum location of a bridge with regard to the scour condition, hydraulic parameters, such as free surface elevation, Froude number, depth the averaged velocity and bed erosion under the eect of pier location, were examined. Finally, by processing the resulted data, the best diagram and equation for estimating increases in scour depth, according to dierent pier spacing to width ratios, were presented. Also, it was shown that when y/b<3.2, the ow relative depth has an eect on scouring, but, when the y/b became less than 2.75, the scouring was not in uenced by ow relative depth.

Keywords: Numerical Simulation, Scouring, Bridge Piers, Stream Tubes, Bri-Stars Software

کاربرد روش های فراکاوشی در پایش خشکسالی (مطالعه موردی: ایستگاه تبریز)

یوسف حسن زاده، احمد فاخری فرد، امین عبدی کردانی*

نشریه دانش آب و خاک، سال بیست و دوم شماره 3 (پاییز 1391)، ص 29

سیستم های پایش خشکسالی، از موثرترین عوامل در تدوین طرح های مقابله با خشکسالی و مدیریت منطقی آن می باشند. چنین سیستم هایی با استفاده از شاخص های خشکسالی طراحی می گردند و هدف آنها ارائه یک ارزیابی ساده و کمی از ویژگی-های خشکسالی است. از میان شاخص های موجود جهت پایش خشکسالی، شاخص بارندگی استاندارد شده بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. بدین منظور در این تحقیق جهت تخمین دقیق تر شاخص فوق در ایستگاه تبریز برای سال های 1965 تا 2004، از روش های فراکاوشی همچون الگوریتم ژنتیک و الگوریتم شبیه سازی حرارتی استفاده گردیده و در نهایت نشان داده شده که الگوریتم ژنتیک و سپس الگوریتم شبیه سازی حرارتی نسبت به روش حداکثر درستنمایی، نتایج مطلوبی را در تحلیل شاخص بارندگی استاندارد شده ارائه می دهند. این یافته منجر به پایش دقیق تر خشکسالی می شود.

کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک, الگوریتم شبیه سازی حرارتی, روش حداکثر درستنمایی

Application of Meta-heuristic Methods in Drought Monitoring (Case study: Tabriz station)

Y. Hassanzadeh, A. Abdi Kordani, A. Fakheri Fard

Journal of Water and Soil Science, Volume:22 Issue: 3, 2012, P 29

Drought monitoring systems are efficient factors in providing methods for drought mitigation and its logic management. These systems are designed by using of drought indices and their goals are presenting a simple and quantitative evaluation of drought characteristics. From the many of drought indices، the standardized precipitation index is used vastly for drought monitoring. For this purpose in the present study، meta-heuristic methods such as genetic algorithm and simulated annealing algorithm were used for accurate estimation of this index in Tabriz station for 1965 to 2004. The results showed that genetic algorithm and then simulated annealing algorithm had better results، respectively، in analyzing standardized precipitation index in comparison with maximum likelihood method which was conducted to precisely monitor drought events.

Keywords: Drought monitoring, Genetic algorithm, Simulated annealing algorithm, Standardized precipitation index

تاثیر تکنیک حل معادلات و ضریب زبری در شبیه سازی جریان کانال روباز با بستر فرسایش پذیر

یوسف حسن زاده، محمد علی کی نژاد، محمدتقی اعلمی، داوود فرسادی زاده، کیومرث روشنگر*

نشریه دانش آب و خاک، سال بیست و دوم شماره 2 (تابستان 1391)، ص 79

در این تحقیق یک مدل یک بعدی برای شبیه سازی جریان روباز و بررسی تغییرات بستر در کانال های فرسایش پذیر ارائه شده است. جهت واسنجی و ارتقای کارائی مدل تکنیک حل معادلات حاکم بر پدیده مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج مدل با داده های تجربی نشان می دهد روش جفت که در آن حل معادلات به طور همزمان و مرتبط انجام می شود دارای کارائی بهتر و خطای محاسبانی کمتری نسبت به روش غیرجفت می باشد. به دلیل پیچیدگی و عدم قطعیت در تعیین ضریب اصطکاک برای کانال های آبرفتی، با کاربرد همزمان روش بهینه سازی و مدل پیشنهادی، ضریب زبری مانینگ با استفاده از داده های آزمایشگاهی به صورت دینامیکی تعیین گردید. نتایج گویای آن است که به کارگیری ضرایب زبری بهینه در مدل باعث افزایش دقت شبیه سازی جریان بر روی بستر فرسایش پذیر می شود.

کلید واژگان: شبیه سازی, ضریب زبری, کانال آبرفتی, واسنجی

Effects of Solution Techniques of Equations and Friction Factor on Simulation of Open Channel Flow with Erodible Bed

Y. Hassanzadeh, Ma Keynejad, Mt Aalami, D. Farsadizadeh, K. Roushangar

Journal of Water and Soil Science, Volume:22 Issue: 2, 2012, P 79

In this research a numerical model has been presented which simulates the 1-D open channel flow over an erodible bed. For calibration and improving the model, solution procedure of the governing equations has been investigated. Comparison of the model results with the experimental data shows that the simultaneous solution procedure of the complete governing equations decreases the computational errors and improves the simulated results. Due to complexity and uncertainly in determining the friction factor of alluvial channels, an optimization technique and the proposed model have been coupled to dynamically identify the Manning roughness parameter by using the experimental data. The study shows that application of the optimized roughness coefficient increases the accuracy of flow simulation over an erodible bed.

Keywords: Alluvial channel, Calibration, Roughness coefficient, Simulation

یادداشت تحقیقاتی: بررسی پروفیل سطح آزاد جریان پایدار در اطراف پایه های استوانه ای با مدل سازی عددی

یوسف حسن زاده*، حبیب حکیم زاده، حامد سرورام، هادی دل افروز

مجله هیدرولیک، سال چهارم شماره 2 (تابستان 1388)، ص 59

در این مقاله مدلی عددی برای بررسی الگوی تغییرات پروفیل سطح آزاد جریان در اطراف پایه استوانه ای ارائه شده است. برای گسسته سازی معادلات انتگرل گیری شده در عمق از روش تفاضل محدود با شبکه بندی غیریکنواخت استفاده شده و الگوریتم عددی صریح مک کورمک برای حل معادلات تفاضلی به کار رفته است. برای صحت سنجی مدل، نتایج عددی با داده های آزمایشگاهی سایر پژوهشگران در این زمینه مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که پروفیل سطح آزاد جریان اطراف پایه، به هر دو پارامتر عدد فرود و عمق نسبی جریان وابسته بوده و مقایسه نتایج مدل عددی و آزمایشگاهی نشان می دهد که معادلات انتگرال گیری شده در عمق، در اعداد فرود پایین نتایج مطلوبی را برای پروفیل سطح آزاد جریان ارائه می دهد، اما با افزایش عدد فرود، از دقت این نتایج به طور قابل ملاحظه ای کاسته می شود.

کلید واژگان: پایه استوانه ای, روش تفاضل محدود, روش مک کورمک, عدد فرود

Investigation of the Free Surface Profile of a Steady Flow around a Cylindrical Pier Using Numerical Model

Y. Hassanzadeh*, H. Hakimzadeh, H. Sarvram, H. Delafrooz

Journal of Hydraulics, Volume:4 Issue: 2, 2009, P 59

A numerical model has been developed to evaluate the profile of free surface flow around a cylindrical bridge pier. The Reynolds equations of the shallow waters have been discredited using the finite difference method. The resulting equations were then solved using the explicit MacCormack's technique. For the closed boundary conditions, the free-mirror condition has been imposed with non-uniform grids. The numerical model results were then verified against experimental data and the agreement between them was fairly good. It was also found that for the small values of the Froude number, the model could predict the experimental data reasonably well, whereas for the large values of this number, there were some discrepancies between model results and measured data.

به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

y. hassanzadeh