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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Hydraulic performance » در نشریات گروه « آب و خاک »

تکرار جستجوی کلیدواژه « Hydraulic performance » در نشریات گروه « کشاورزی »
  • Khairul Rahmah Ayub *, Aminuddin Ab. Ghani
    Introduction
    Stormwater management is the effort to reduce runoff of rainwater ormelted snow into streets, lawns and other sites and the improvement ofwater quality, according to the United States Environmental Protection Agency (EPA). When stormwater is absorbed into the soil, it is filtered andultimately replenishes aquifers or flows into streams and rivers. However, when heavy rainwater hits, ground saturated by water createsexcess moisture that runs across the surface and into storm sewers androad ditches. Thiswater often carries debris, chemicals, bacteria, eroded soil, and other pollutants, and carries them into streams, rivers, lakes, or wetlands. In urban and developed areas, impervious surfaces such as pavement androofs prevent precipitation from naturally soaking into the ground. Instead, water runs rapidly into storm drains, sewer systems anddrainage ditches and can cause flooding, erosion, turbidity (ormuddiness), storm and sanitary sewer system overflow, andinfrastructure damage. However, stormwater design and “greeninfrastructure” capture and reuse stormwater to maintain or restorenatural hydrologies. Detaining stormwater and removing pollutants is the primary purpose ofstormwater management. Pervious Surfaces that are porous and allowrainfall and snowmelt to soak into the soil, Gray infrastructure, suchas culverts, gutters, storm sewers, conventional piped drainage, andBlue/Green infrastructure that protect, restore, or mimic the naturalwater cycle, all play a part in stormwater management.In stormwater management systems, a swale is one of the flow control-at-source facilities. The application of swale with a subdrainage channel in Malaysia urban areas is new and promising to control urban flash floods. Rainfall-runoff infiltrate to the subdrainage can be stored and become proper irrigation sources and increase the benefits of water productivity due to maximize the income and profits either in agricultural yield or as non-portable water supply.
    Material and methods
    The Manning Equation is the most commonly used equation to analyze open channel flows. It is a semi-empirical equation for simulating water flows in channels and culverts where the water is open to the atmosphere, i.e. not flowing under pressure, and was first presented in 1889 by Robert Manning. The channel can be any shape - circular, rectangular, triangular, etc. The units in the Manning equation appear to be inconsistent. The Manning Equation was developed for uniform steady state flow. For uniform steady flows, the energy gradeline = the slope of the water surface = the slope of the bottom of the channel. Manning n varies with the roughness of the pipe, culvert, or channel. The higher the n, the rougher the material. This study was done in REDAC’s Hydraulic Laboratory, Engineering Campus, Universiti Sains Malaysia, and the data have been used to validate the suggested Manning equations. By using flow meter and measuring tape, velocity and flow depth of each case (GFO, GPO2 and GPO4) with different slopes at M2, M3 and M4 were recorded. The measurements of the velocity and flow depth have been taken three times at each location. Data recorded have been use as input to calculate flow. All data were analysed by using Microsoft Excel 2013.
    Results
    Observed flow rates gained in this study, were used to validate Manning’s (n) equation that developed through the previous study that recommended to be used in designing subdrainage channel. The performance of flow capacity in a single module of the swale subdrainage channel is also discussed. An experimental setup was carried out in a six-meter flume by using the River Engineering and Urban Drainage Research Centre (REDAC) module as a subdrainage channel or ecological subsurface module. These physical model test runs were conducted to evaluate the efficiency of hydraulic capacity due to backwater or blockage effects at the end of the channel. Three gate scenarios were applied to represent the blockage. Manning roughness coefficient influenced inversely proportionate by flow capacity with maximum value is 0.020. It shown in the subdrainage module, the main parameter that controls the flow attenuation is module roughness itself.
    Conclusion
    Flash flood issues in the urban area become tremendously crucial and flow attenuation is believed may tackle the issue. By slowing down the flow to the downstream area, a high infiltration rate would have occurred and implementation of a subdrainage channel with a single module that is located underneath the swales can accelerate the infiltration process consequently slow down the upstream flow to reach the downstream area. It is concluded that the developed equation for Manning’s prediction has been validated through a good and significant agreement between predicted and observed results with an R2 value of 0.77.
    Keywords: Ecological Subsurface Module, hydraulic performance, Manning’s roughness coefficient, runoff, Subdrainage, swale, Water productivity}
  • علی فرودی*، کیومرث روشنگر، علیرضا آقائی فر

    سابقه و هدف:

     هدف از طراحی مستهلک کننده های انرژی، مستهلک کردن بخشی از انرژی جنبشی جریان به منظور جلوگیری از تخریب و ایجاد حفره در زیر سرریزها، شوت ها و دریچه ها می باشد. اگر چه تحقیقات متعددی در این زمینه انجام شده است، اما بررسی ها حاکی از آن است با وجود این تحقیقات متعدد، هیدرولیک جریان سرریزهای پلکانی قوس محور متاثر از تغییرات شیب کانال ترانزیشن پایین دست تا کنون مورد توجه قرار نگرفته و تحقیقی بر روی آن انجام نشده است به همین دلیل هیدرولیک این نوع خاص سرریز تاکنون ناشناخته مانده است، لذا در این تحقیق سرریز پلکانی قوس محور با دیواره های هادی متقارب تحت تاثیر تغییرات شیب ترانزیشن مورد آزمایش واقع شده است.

    مواد و روش ها

    این پژوهش با هدف بررسی آزمایشگاهی عملکرد هیدرولیکی سرریزهای پلکانی قوس محور تحت تاثیر تغییرات شیب کانال ترانزیشن انجام شده است. آزمایشات در یک فلوم مستطیلی به طول 15 متر، ارتفاع 1 متر و عرض 1 متر انجام شد. آزمایش ها به ازای دبی های مختلف بین 15/0 تا 01/2 برابر دبی طراحی انجام گردید و مدل فیزیکی ساخته شده تحت 4 شیب کانال ترانزیشن پایین دست (m) شامل 1:27، 1:30، 1:33و 0 مورد آزمایش قرار گرفت.

    یافته ها

    آزمایشات نشان داد که در سرریزهای پلکانی قوس محور تحت اثر تغییرات شیب کانال ترانزیشن پایین دست (m) با کاهش شیب ترانزیشن، ظرفیت تخلیه سرریز به ازای بالاترین هد مجاز بیشتر خواهد شد. همچنین در بازه 7/0 H/H_d < مقدار ضریب دبی در مدل فیزیکی پلکانی در کلیه شیب ها کمتر از مدل صاف USBR مشاهده گردید. در بازه 3/1<H/H_d < 7/0 این مقدار با ضریب آبگذری سرریز USBR تطابق دارد، اما با افزایش بار آبی کل، درتمامی شیب ترانزیش ها، به دلیل استغراق سرریز، نمودار ضریب دبی روند کاهشی به خود گرفته و کاهش کارایی سرریز نسبت به سرریز اوجی استاندارد USBR مشاهده می شود. علاوه بر این، آزمایشات نشان داد، مدل-های با شیب کانال ترانزیشن 0m= و1:33 m=، تنها مدل هایی می باشند که توان عبور حداکثر دبی سیلاب محمتل را در حداکثر ارتفاع مجاز (m5) دارا می باشد و از آنجایی که شیب کانال گذار 1:33m= دارای ابعاد هندسی کوچکتری در کانال پایین دست در مقایسه با شیب کانال گذار 0 m= می باشد، بنابراین این شیب می تواند بعنوان مناسب ترین شیب ترانزیشن در کانال پایین دست معرفی گردد.

    نتیجه گیری

    نتایج کمی وکیفی تحقیق حاضر بصورت زیر خلاصه می گردد. 1-در سرریزهای پلکانی قوس محور با افزایش بار آبی بالادست، ضریب دبی به ازای تمامی شیب ترانزیشن ها افزایش می یابد و نیز تا هنگامی که سرریز در محدوه جریان های بحرانی و فوق بحرانی قرار دارد، تغییرات سیب ترانزیشن تاثیر قابل ملاحظه ای بر ضریب دبی ندارد. علیرغم این، وقتی سرریز مستغرق می گردد، تفاوت در ضریب دبی نمایان می شود که می تواند بخاطر استغراق موضعی در پایاب باشد. 2- استهلاک انرژی با افزایش دبی کاهش می یابد، اما مدل ها با مقادیر شیب ترانزیشن کوچکتر انرژی بیشتری را در دبی های بالاتر مستهلک می کنند. 3- مدل با شیب کانال ترانزیشن 1:33m= که توان عبور حداکثر دبی سیلاب محمتل را در حداکثر ارتفاع مجاز (m5) دارا می باشد می تواند بعنوان مناسب ترین شیب ترانزیشن در کانال پایین دست معرفی گردد.

    کلید واژگان: سرریز پلکانی, عملکرد هیدرولیکی, کانال تبدیل, قوس محوری, مدل فیزیکی}
    Ali Foroudi *, Kiyoumars Roushangar, Alireza Aghaeie Far
    Background and Objectives

    The purpose of the design of energy dissipaters is to dissipate part of the kinetic energy of the inflowing flow in order to return safely the flow to the downstream channel or river and prevent scour below spillways, chutes and sluices. However, surveys show that despite the numerous researches, there is a lack of research on the comprehensive study of hydraulic performance of stepped spillway with curve axis under downstream transition channel slope variation. Therefore, in this study, several physical models of curve axis stepped spillway with converging training walls were made and the impact of downstream transition channel slope variation on the hydraulic characteristics of this type spillway was assessed.

    Materials and Methods

    This study was conducted with the aim of investigating the hydraulic performance of stepped spillway with curve axis under downstream transition channel slope variation. The experiments were carried out in a rectangular flume with length of 15 m, height of 1 m and width of 2 m. The experiments were performed at different discharge rates from 0.015 to 2.1 times the design discharge and the physical model was tested under four different transition channel slopes of m=0, m=1:33, m=1:30, and m=1:27.

    Results

    The results of the experiments indicate that in the converging steeped spillway with downstream transition channel slope variation, by decreasing slope of transition channel, the discharge flood in the maximum head allowed will go up. Also, it is find that in the range of H/Hd = 0.7, the discharge coefficient in the stepped physical model for all transition slopes was less than the smooth USBR model and in the range of 0.7 < H/Hd < 1. 3 there was a good consistency with the USBR model. However, with increasing the total water head, due to the spillway submergence the discharge coefficient for all transition slopes showed a descending trend and the spillway efficiency decreased in compared with the standard USBR ogee spillway. Moreover, the results showed that the models with slope of 0 and 1:33 are two models which can pass the probable maximum flood discharge in the maximum allowable height successfully But, the model dimension of physical model with downstream transition Channel slope of m=1:33 is smaller than that of m=0.Therefore, model with slope of m=1:33 can be selected as the most efficient model.

    Conclusion

    General qualitative and quantitative results of the present study are summarized as the fallowing: 1- In the converging stepped spillway by increasing total upstream head, the discharge coefficient will go up for each of the transition Channel slope (m) and until the downstream flow is at either supercritical or critical stages, the discharge coefficient is independent of variation of transition Channel slope. By contrast, at the submergence stage for the spillway, the difference in the discharge coefficient can be due to tailwater submergence occurring in the spillway. 2- Energy dissipation over converging stepped spillway decreases with increasing the discharge ratio, but model with smaller amount of transition slope (m) lead to decline more energy dissipation in higher discharge. 3- The model with slope of m=1:33 can be selected as the best model due to it’s ability to pass the probable maximum flood in the Maximum allowable head.

    Keywords: Curve axis, energy dissipation, Hydraulic performance, stepped spillway, Transition channel}
  • محمد مهدی قره داغی، سیدمحمود طباطبایی*، عیسی معروف پور، فرزاد حسین پناهی

    از اساسی ترین شرایط موفقیت آمیز بودن بهره برداری از یک سامانه آبیاری قطره ای نواری (تیپ)، طراحی درست و متناسب عوامل موثر در عملکرد هیدرولیکی آن با توجه به شرایط مزرعه و نوع کشت می باشد. دو پارامتر مهم و حساس در این راستا، فاصله لترال ها و فاصله قطره چکان ها می باشد. عدم انتخاب صحیح این دو پارامتر، کارایی یک سامانه آبیاری قطره ای نواری را تحت تاثیر قرار می دهد و همچنین تاثیر بسزایی در هزینه های اجرای این گونه سیستم ها دارد. بدین منظور آزمایشی فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با هدف بررسی اثر فاصله نوارهای آبیاری و فاصله قطره چکان ها بر روی عملکرد، اجزای عملکرد و کارایی مصرف آب گندم در منطقه مشکین دشت کرج انجام شد. فاکتورهای مورد بررسی شامل فواصل مختلف نوارهای آبیاری (در سه سطح  30، 45 و 60 سانتی متری) و فاصله قطره چکان ها (درسه سطح 10، 20 و 30 سانتی متری) بود. نتایج نشان داد که در بیشتر شاخص های مورد بررسی، فاصله قطره چکان 20 سانتی متر در فاصله لترال های مختلف، تیمار برتر بوده است. نتایج کلی این تحقیق نشان داد اگرچه فاصله لترال 30 سانتی متر منجر به حصول بالاترین عملکرد شد، اما بر اساس بررسی های اقتصادی مشخص شد که بالاترین صرفه اقتصادی برای یک مزرعه گندم با سامانه آبیاری تیپ، در فاصله لترال 45 سانتی متری قابل دستیابی خواهد بود که می تواند مورد توجه کشاورزان قرار گیرد.

    کلید واژگان: آبیاری تیپ, بهره وری آب, عملکرد هیدرولیکی, اقتصاد آبیاری تیپ}
    MohammadMehdi Gharahdaghi, SeyedMahmoud Tabatabaei *, Isa Maroofpour, Farzad Hossinpanahi

    Proper design of the factors effective in hydraulic performance of drip-tape irrigation systems appropriate to the field and crop conditions is the key for their success. For this purpose, two important and sensitive parameters are lateral spacing and emitter spacing. Lack of correct selection of these two parameters affects the drip-tape irrigation system performance and it has a significant impact on the cost of implementing such irrigation systems. To investigate the effect of the lateral and emitter spacing on winter wheat yield, its components, and water use efficiency, a factorial arrangement experiment with two factors based on randomized complete block design was conducted at the Soil and Water Research Institute Station, Karaj, Iran. The investigated factors included lateral spacing (at 30, 45, and 60 cm) and emitter spacing (at 10, 20, and 30 cm). Results showed that in most of the studied indices, the 20 cm emitter spacing in different lateral spacing was the superior treatment. The results showed that, although the 30 cm lateral spacing led to the highest yield, but based on the results of economic analysis, the highest economic performance for a wheat field could be achieved at 45 cm lateral spacing, which could be adopted by farmers.

    Keywords: Trickle irrigation, Water use efficiency, Hydraulic performance, Drip-tape economics}
  • مجتبی صانعی، کیومرث روشنگر*، علی فرودی، حمید حاجی پور لیموئی

    سرریز اوجی قوس محور نسبت به سرریز با تاج خطی، دارای طول تاج بیشتری است. از این رو در یک تراز معین آن در دریاچه، قادر به تخلیه بده بالاتری نسبت به سرریز مستقیم است و به همین دلیل در طرح هایی که استفاده از آن ها میسر است، ارجحیت دارند. در مطالعه حاضر مدل فیزیکی سرریز سد گرمی چای با مقیاس 1:50 که از نوع اوجی قوس محور و دیواره های متقارب است در پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری ساخته شده، تاثیر قرارگیری دیواره های هادی سرریز در زاویه های 60 و 90 درجه در دو حالت متقارن و نامتقارن، بر پارامترهای هیدرولیکی جریان شامل پروفیل سطح آب، عمق وتوزیع فشار پیزومتریک در کانال پایین دست سرریز بررسی گردید. آزمایش ها با دبی های مختلف از 30% تا 177% دبی طراحی انجام گردید. مطابق نتایج حاصله در پنجه سرریز و قسمت های انتهایی شوت سرریز، به دلیل تقرب دیواره های جانبی به سمت پایین دست، پدیده تداخل خطوط جریان و همگرایی اتفاق افتاد که در این شرایط پدیده دم خروسی به وضوح مشاهده گردید، همچنین نتایج حاصله نشان داد در زاویه های 90 درجه پدیده دم خروسی تا دبی معادل 118% دبی طراحی تشکیل می گردید، در حالی که در زاویه های 60 درجه این پدیده تا دبی معادل 147% دبی طراحی اتفاق می افتد. در ضمن مشاهدات تجربی تایید کرد به دلیل عدم تقارن دیواره ها دیواره نزدیک به جریان دم خروسی از فشار استاتیکی بیشتری برخوردار است.

    کلید واژگان: زاویه تقرب, سرریز اوجی, عملکرد هیدرولیکی, کانال پایین دست, مدل فیزیکی}
    M Saneie, KRoshangar*, A Foroudi, H Haji Pour Limueie

    The ogee spillway with a curve axis has a longer crest length than the spillway with linear crest. Therefore, in a specific reservoir water level, it can discharge higher flow rate compared to a straight one and due to this reason is preferred in applicable plans. In this study, physical model of Germi-Chai spillway which include an ogee crest with a curve axis and converging training walls was constructed in scale of 1:50. The SCWMRI Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, has led a research effort on it. For each of the convergence angles, including 60 and 90 ̊ in both symmetrical and asymmetrical situations, flow characteristics such as discharge, water surfaces, depths and distributions of pressure were investigated in the downstream channel of the spillway. Experiments conducted in varying flow discharge from 30% to 177% of  design discharge. Based on visual observation, at the toe and the end of straight portions of the spillway face, due to converging training walls, interference streamlines occurred which led to generate a rooster tail phenomenon. It was observed that in the convergence angle of 90°, rooster tail had been witnessed up to slightly more than 118% Qd. However, it saw nearly 147% Qd in 60° convergences. Moreover, it should be emphasized that due to asymmetric angles, closest wall to the rooster tail had more static pressure.

    Keywords: Convergence angles, Downstream channel, Hydraulic performance, Ogee spillway, Physical model}
  • مرضیه حمیدی نیا، محمد حیدرنژاد*، محمدحسین پورمحمدی، علیرضا مسجدی، امین بردبار
    سرریزهای غیر خطی در بارهای آبی کم، ظرفیت تخلیه نسبتا بالایی داشته و در بارهای آبی زیاد به دلیل استغراق در کلید خروجی سرریز، راندمان آن ها کاهش می یابد. سرریزهای زیگزاگی از جمله سازه های هیدرولیکی است که برای تنظیم سطح آب و کنترل جریان در مخازن سدها استفاده می شوند. عملکرد سرریزهای زیگزاگی در بارهای زیاد جریان، به دلیل  تداخل تیغه های جریان، تلاطم و استغراق در کلید خروجی، مطلوب نمی باشد؛ از این رو، هدف این پژوهش بررسی اثر محل قرارگیری دیواره سپری بر استغراق ورودی سرریز است که برای این منظور از دیواره های سپری شیب دار با شیب های (1B'= و 5/0B'=) و طول های (cm 30= B و cm60= B) بر روی دو مدل سرریز زیگزاگی و کلید پیانویی با مقطع ذوزنقه ای استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش ارتفاع و طول دیواره های سپری باعث کاهش 50 درصدی ضریب آبگذری می گردد و راندمان سرریزها با افزایش دبی جریان به میزان 33 درصد افزایش می یابد. وجود این سپرها در سرریز زیگزاگی نسبت به کلید پیانویی با پلان مشابه، تا 30 درصد عملکرد بهتری را نشان داد. این تحقیق نشان داد که دیواره های سپری نصب شده در خروجی سرریز حدود 5 الی 10 درصد عملکرد بهتری نسبت به حالت نصب در ورودی از خود نشان می دهند، همچنین نتایج حاصله نشان می دهد سرعت جریان با ضریب آبگذری رابطه مستقیم دارد از این رو افزودن دیواره سپری به سرریزهای زیگزاگی و کلید پیانویی مشکل افت راندمان در دبی های بالا برای این سرریزها را به میزان 40 درصد مرتفع می سازد.
    کلید واژگان: سرریز کلید پیانویی, سرریز زیگزاگی, دیواره ی سپری, استغراق ورودی, عملکرد هیدرولیکی}
    Marzieh Hamidinia, Mohammad Heidarnejad *, Mohammad Hossein Pourmohammadi, Alireza Masjedi, Amin Bordbar
    Nonlinear weirs have relatively high discharge capacities in low hydraulic loads and their performance is reduced due to submergence of the outlet key in high hydraulic loads. Labyrinth weirs are hydraulic structures used for water level adjustment and flow control in reservoirs. The labyrinth weirs performance is not satisfactory in high hydraulic loads due to interference of flow blades, turbulence and submergence in the outlet key. Therefore, the purpose of this study was to investigate the effect of parapet wall location on weir inlet submergence. Thus, the inclined parapet walls were used on trapezoidal labyrinth and piano-key weirs, which had 60 and 30 cm length (B = 60 and 30 cm) with 1 and 0.5 in slope (B′ = 1 and 0.5). The results showed increasing the parapet wall heights and lengths leads to a 50-percent decrease in the discharge coefficient. The weirs performance also increases by 33 percent as the flow rate increases. The installation of parapet walls on the labyrinth weirs showed better performance (up to 30%) as compared to the piano-key weirs with the same plan.  Also the installation of parapet walls at the weir outlet showed a better performance (5-10%) as installed at the weir inlet. It was found that the flow rate is directly related to the discharge coefficient; hence, the efficiency drop is reduced about 40% in high discharge rates by setting the parapet walls at labyrinth and piano-key weirs.
    Keywords: : Piano-key weir, labyrinth weir, parapet wall, inlet submergence, hydraulic performance}
  • احمد فردوسی، سیدفرهاد موسوی، سعید فرزین *، حجت کرمی، محمد احترام، مهدی ولیخان انارکی

    از راه کارهای مناسب برای افزایش ظرفیت آبگذری سرریز در سدها، مخصوصا در شرایطی که افزایش دهانه سرریز امکان پذیر نباشد، استفاده از سرریز کنگره ای است. چون ساخت سرریزها بخش قابل توجهی از هزینه های اجرایی سدها را به خود اختصاص می دهد، یافتن راه های بهینه سازی این سازه ها اهمیت ویژه ای پیدا می کند. در پژوهش حاضر، از الگوریتم فراکاوشی جستجوی فاخته، جهت یافتن بهترین هندسه سرریز کنگره ای ذوزنقه ای، استفاده شد. بدین منظور، حجم بتن مصرفی سرریز به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شد. همچنین، طراحی سرریز با توجه به محدودیت های هیدرولیکی مختلف صورت گرفت. با انجام تحلیل حساسیت، پارامتر های بهینه این الگوریتم انتخاب شد. سپس، الگوریتم جستجوی فاخته به صورت تصادفی 15 مرتبه اجرا شد. مقدار ضریب تغییرات و سرعت همگرایی حاصل از اجراهای تصادفی برای الگوریتم پیشنهادی به ترتیب برابر با 0/00001 و 1000 تکرار می باشد. در نهایت، مقدار کمینه تابع هدف الگوریتم پیشنهادی با نمونه مورد مطالعه واقعی و همچنین با نتایج الگوریتم های ژنتیک (GA) و تکامل تفاضلی (DE) در تحقیقات پیشین مورد مقایسه قرار گرفت. مشخص گردید که ابعاد سرریز پیشنهادی با استفاده از الگوریتم جستجوی فاخته، منجر به کاهش بتن مصرفی در ساخت سرریز به میزان 38/9درصد نسبت به نمونه واقعی می شود. در مدل ارایه شده، علاوه بر کاهش حجم بتن سرریز، مقدار ظرفیت دبی عبوری سرریز نیز افزایش یافت. از سوی دیگر، کاهش حجم بتن ریزی در ساخت سرریز با استفاده از الگوریتم مذکور در مقایسه با الگوریتم های بهینه سازی کلاسیک (GA و DE) در حدود 12% بیش تر است. کاهش چشم گیر (بیش از یک سوم) در حجم بتن ریزی سرریز پیشنهادی نسبت به نمونه واقعی، نشان دهنده توان مندی الگوریتم فراکاوشی جستجوی فاخته در حل مسایل بهینه سازی سرریزها و ضرورت استفاده از آن می باشد.

    کلید واژگان: الگوریتم جستجوی فاخته, بهینه سازی, حجم بتن ریزی, سرریزی کنگره ای ذوزنقه ای, عملکرد هیدرولیکی}
    A. Ferdowsi, S.F. Mousavi, S. Farzin*, H. Karami, M. Ehteram, M. Valikhan Anaraki

    One of the appropriate procedures to increase discharge capacity of spillway in dams, particularly when increase of overflow width is not possible, is using labyrinth spillways. Due to the fact that a considerable portion of costs of dams is allocated for construction of spillways, the search for methods to optimize these structures becomes important. In the present research, the Cuckoo Search (CS) algorithm has been used to find the best geometry of the trapezoidal labyrinth spillway. For this purpose, concrete volume of the spillway was considered as objective function. Aslo, the spillway design considered different hydraulic constraints. Optimal parameters of this algorithm were selected by performing sensitivity analysis. Then, CS was run randomly for 15 iterations. The coefficient of variation and convergence speed obtained from random runs for the proposed algorithm were equal to 0.00001 and 1000 iterations, respectively. Finally, minimum value of the objective function of the proposed algorithm was compared to the results obtained from spillway design and the results of Genetic Algorithm (GA) and Differential Evolution (DE) proposed in the previous studies. It was found that the proposed spillway dimentions using CS resulted to 38.91% less concrete with respect to the real prototype. In the proposed model, other than reduction of the spillway concrete volume, the overflow discharge of the spillway was increased. On the other side, concrete volume reduction obtained by CS was 12% less than classic optimization algorithms (GA and DE). Considerable decrease (more than 1/3) in the volume of concrete in the proposed spillway indicates high ability of CS in solving the problems of optimizing spillways and the necessity of using it.

    Keywords: Concrete volume, Cuckoo search algorithm, Optimization, Hydraulic performance, Trapezoidal labyrinth spillways}
  • بهنام آبابایی، وحیدرضا وردی نژاد
    در این مطالعه به منظور برآورد شاخص های عملکرد هیدرولیکی سیستم آبیاری تحت فشار، جایگزینی مدل های هیدرولیکی با استفاده از مدل-های آماری و شبکه عصبی مصنوعی مورد ارزیابی قرار گرفت. ضریب یکنواختی کریستیانسن به عنوان شاخص عملکرد هیدرولیکی، در نظر گرفته شد و با استفاده از یک الگوریتم، مقادیر این شاخص به صورت تابعی از ترکیب های مختلف فشار ورودی، تعداد خروجی ها، فاصله خروجی ها، ضریب زبری لوله، قطر داخلی، شیب، دبی اسمی خروجی ها، فشار کارکرد خروجی ها و توان معادله دبی خروجی ها محاسبه گردید (4320 ترکیب مختلف). دو مدل شبکه عصبی مصنوعی شامل شبکه پرسپترون چندلایه (MLP) و شبکه رگرسیون تعمیم یافته (GRNN) و نیز روش K نزدیک ترین همسایه (KNN) به عنوان یک مدل رگرسیون ناپارامتری برای شبیه سازی شاخص عملکرد هیدرولیکی لاترال ها مورد آزمون قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی MLP قادر است با کمترین خطا (3-2%) مقادیر ضریب یکنواختی لاترال های آبیاری تحت فشار را با استفاده از مشخصات هیدرولیکی و فیزیکی لاترال برآورد نماید. عملکرد مدل GRNN نیز به ویژه در ارتباط با کل داده ها در سطح نسبتا مطلوبی ارزیابی گردید. اما روش KNN علیرغم شبیه سازی دقیق متوسط مقادیر CU، قادر به شبیه سازی دقیق انحراف استاندارد این مقادیر نبوده و خطای آن در مرحله آزمون بسیار بیشتر از دو مدل دیگر برآورد گردید. در روش KNN، کمترین مقدار شاخص های خطا مربوط به رگرسیون ناپارامتری با 10 و 15 همسایه می باشد. نتایج این مطالعه نشان داد که امکان ساده سازی مدل های پیچیده هیدرولیکی با جایگزینی کل یا بخشی از این مدل ها با مدل-های ساده تر آماری و شبکه عصبی وجود دارد و این مسئله با توجه به پیچیدگی مدل های هیدرولیکی، به ویژه در فرآیند بهینه سازی سیستم های آبیاری، می تواند مورد توجه قرار گیرد.
    کلید واژگان: آبیاری تحت فشار, عملکرد هیدرولیکی, شبکه عصبی مصنوعی, K نزدیک ترین همسایه}
    B. Ababaei, V. R. Verdinejad
    In this research, replacement of hydraulic models with statistical models and artificial neural networks were studied in order to estimate the criteria of pressurized irrigation systems hydraulic performance. The Coefficient of Uniformity of Christiansen (CU) was accepted as a hydraulic performance index. Using an automated algorithm, the values of this index were calculated for different combinations of inlet pressure, number and spacing of outlets, pipe roughness coefficient, inside diameter, slope, outlets nominal outflow and pressure and the exponent of the formula of outlet outflows (x) (4320 different combinations). Two different architecture of artificial neural networks were studied including a multi-layer perceptron (MLP) model and a generalize regression model (GRNN). Again, K-nearest neighbor (KNN) algorithm, as a nonparametric regression model was analyzed too. The results showed that MLP model could estimate the CU values of pressurized irrigation system laterals very closely (2-3% error) using its hydraulic and physical characteristics. The performance of GRNN model was also acceptable, especially related to the whole data set. But, the KNN algorithm was unable to predict standard deviation of CU values, although it was capable in estimating the mean value. The deviations of the KNN algorithm were the largest among all the models. The lowest values of error indices of the KNN algorithm was related to the K values of 10 and 15. The results of this study revealed the possibility of simplification of sophisticated hydraulic models by replacing the whole or some parts of these models with simpler statistical models and artificial neural networks. This is very interesting because of the complexity of hydraulic models, especially in optimization processes of irrigation systems.
    Keywords: Pressurized Irrigating, Hydraulic Performance, Artificial Neural Networks, K, Nearest Neighbors}
  • محمد بی جن خان، * صلاح کوچک زاده، هاجر ساوری
    در این پژوهش آزمایشگاهی به بررسی عملکرد هیدرولیکی روش های مختلف و متداول طراحی مدول تیغه ای پرداخته شده است. مدول های تیغه ای برای تحویل حجمی آب به شکل نسبتا ثابت به ازای تغییرات ارتفاع آب بالادست در دامنه مشخص مورد توجه قرار گرفته اند. داده های جمع آوری شده در این تحقیق نشان داد که به طور کلی این سازه به صورت مدولار عمل می کند و به عنوان سازه تحویل حجمی آب مطمئن می تواند به شکل وسیع بکار رود. همچنین عملکرد هیدرولیکی سازه در چرخه های افزایش و کاهش ارتفاع آب بالادست برای روش های مختلف طراحی مورد ارزیابی قرار گرفت و این نتیجه به دست آمد که بر خلاف سازه های مشابه، افزایش یا کاهش ارتفاع آب بالادست تاثیری در عملکرد مدول تیغه ای ندارد. در پایان نشان داده شد که انتخاب ضریب بده با دقت مناسب تاثیر چشمگیری در نتایج طراحی خواهد داشت و از اینرو بهترین روش طراحی موجود با انتخاب ضریب بده مناسب اصلاح شده است.
    *مقاله مستخرج از پایان نامه کارشناسی ارشد نویسنده اول می باشد
    کلید واژگان: تحویل حجمی آب, چرخه افزایش و کاهش ارتفاع آب بالادست, ضریب بده, عملکرد هیدرولیکی, مدول تیغه ای}
    In this experimental study, deferent design methods for baffle sluice gates have been investigated. Baffle modules are considered as a water delivery structure releasing a semi-constant discharge within specific upstream water fluctuations. According to the result of experimental data it was revealed that the performance of this structure is concurred with a desire volumetric water delivery structure and it can be widely used in irrigation channels. Module behavior has been evaluated for both increasing and decreasing of the water depth for deferent design methods. There was no significant effect due to increasing or decreasing of the upstream water depth on the hydraulic performance of the baffle sluice gate. Finally, it was demonstrated that choosing an accurate discharged coefficient can affect the design results significantly. In this regard, the best current design method has been improved based on choosing a suitable discharge coefficient.
    Keywords: Baffle sluice gate, Volumetric water delivery, Discharge Coefficient, hydraulic performance, Increasing, decreasing of water depth}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال