فهرست مطالب

سد و نیروگاه برق آبی ایران - پیاپی 28 (بهار 1400)

نشریه سد و نیروگاه برق آبی ایران
پیاپی 28 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/27
  • تعداد عناوین: 7
|
  • رضا کامرانی، مهرداد جعفریار، محمد حاتمی* صفحات 1-11

    در این پژوهش، یک توربین هیدرولیکی داریوس مبنا برای کاربردهای تولید توان انتخاب و هندسه هیدروفویل به کار رفته به عنوان پره در آن با استفاده از روش طراحی مرکب مرکزی که از زیر مجموعه های روش سطح پاسخ می باشد، جهت افزایش ضریب تورک بهینه سازی شده است. بدین منظور با ثابت نگه داشتن تمامی فاکتورهای عملکردی توربین، با استفاده از منحنی پارسک شکل هیدروفویل پارامتری می شود و ضریب تورک توربین به عنوان تابعی از پارامترهای منحنی پارسک توصیف کننده شکل هیدروفویل با روش طراحی مرکب مرکزی تخمین زده می شود. نقاط ماکزیمم تابع حاصل، همان هندسه بهینه پره توربین می باشد. برای مشخص کردن ضریب تورک توربین از حل عددی گذرای دو بعدی جریان سیال تراکم ناپذیر، لزج و مغشوش به روش حجم محدود حول توربین، استفاده شده است. نتایج نشان از افزایش چهار درصدی ضریب تورک با هیدروفویل بهینه شده می دهد.

    کلیدواژگان: توربین داریوس، مدلسازی عددی، روش سطح پاسخ، طراحی مرکب مرکزی، منحنی پارسک
  • سهراب زارعی، سعید شعبانلو*، فریبرز یوسفوند صفحات 12-25

    در این مطالعه با استفاده روش جدید ماشین آموزش نیرومند برای اولین بار ضریب دبی سرریزهای جانبی واقع بر کانال های همگرا شبیه سازی شد. برای بررسی دقت مدل عددی از شبیه سازی های مونت کارلو استفاده و برای اعتبار سنجی مقادیر آزمایشگاهی از روش اعتبارسنجی ضربدری بهره گرفته شد. سپس پارامترهای ورودی برای شبیه سازی ضریب دبی شناسایی گردید. در ادامه با یک پروسه سعی و خطا تعداد نرون های لایه مخفی ماشین آموزش نیروند تعیین گردید. در قسمت بعد نیز بهینه ترین تابع فعال سازی بدست آمد. در ادامه با استفاده از پارامترهای ورودی شش مدل ماشین آموزش نیرومند توسعه داده شد و با تحلیل حساسیت مدل برتر و موثرترین پارامتر ورودی شناسایی گردید. مدل برتر مقادیر ضریب دبی را با دقت مناسبی تخمین زد. به عنوان مثال مقادیر شاخص های R2 و MAPE برای این مدل به ترتیب مساوی 0.963 و 5.135 تخمین زده شد و عدد فرود در پایین دست سرریز جانبی (Fd) به عنوان تاثیرگذارترین پارامتر معرفی گردید. سپس برای مدل برتر یک رابطه ارایه گردید.

    کلیدواژگان: کانال همگرا، سرریز جانبی، ضریب دبی، تحلیل حساسیت
  • رامتین صبح خیز فومنی*، علیرضا مردوخ پور، فروزان صابری صفحات 26-38

    در سدهای بتن غلتکی، معمولا مقادیرزیادی از بتن در مدت زمان کوتاهی ریخته میشود که حرارت تولید شده در اثر هیدراسیون سیمان، منجر به افزایش دما در بدنه سد شده است  در این پژوهش از نرم افزار آباکوس که یک نرم افزار اجزای محدود می باشد برای تحلیل حرارتی سد در حین ساخت و بتن ریزی استفاده شده است. نحوه اعمال تغییرات حرارتی بدین شکل است برای سازه لایه های 50 سانتی متری فرضی در نظر گرفته می شود که هرلایه 72 ساعتاز زمان تحلیل را به خود اختصاص می دهد . بطور کلی مسئله مورد تحلیل، 12 بار تحلیل می گردد. هر تحلیل بر اساس شروع پروژه از ماه های مختلف سال در نظر گرفته می شود تا بدین ترتیب با جمع آوری اطلاعات و با استفاده از الگوریتم شبکه پرسپترون به بهینه ترین زمان برای ساخت بر اساس دمای حداکثر در بتن سد و تنش های ایجاد شده در اثر آن دست پیدا کنیم.با استفاده از الگوریتم پرسپترن و آموزش ماشین با داده های 12 تحلیل انجام شده خروجی برای طول 365 روز سال به عنوان زمان شروع پروژه تولید و در نهایت بهینه ترین زمان شروع ساخت سد بدست آمد

    کلیدواژگان: زمان ساخت سد، دمای ساخت سد، تحلیل سازه ای، بهینه یابی، سد بتنی غلتکی
  • فرهود کلاته*، سارا ایرانی صفحات 40-52

    در مقاله حاضرمیزان اثر لحاظ مولفه قایم زلزله در زلزله های حوزه دور و نزدیک بر احتمال خرابی سد خاکی مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور صحت سنجی روند تحلیل دینامیکی غیرخطی سدهای خاکی دو مثال مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج مقایسه گردید. برای ارزیابی اثر مولفه قایم زلزله بر روی رفتار دینامیکی سدهای خاکی مدل دوبعدی از سد گتوند با استفاده از برنامه تفاضل محدود FLAC-3D تهیه گردید. 12 شتابنگاشت شامل 6 شتاب نگاشت حوزه نزدیک و 6 شتاب نگاشت متعلق به حوزه دور انتخاب شد. هر کدام از این زلزله ها یکبار با مولفه افقی به تنهایی و بار دیگر با لحاظ مولفه قایم به همراه مولفه افقی به سیستم سد و پی اعمال شدند. با لحاظ مولفه قایم زلزله ها در تحلیل توزیع ماکزیمم شتاب بیشینه در امتداد خط مرکزی سد بشدت دشتخوش تغییر می گردد ولی افزایشی در شتاب بدنه و پی با لحاظ مولفه قایم مشاهد نگردید. احتمال خرابی سد گتوند براساس تابع عملکرد معرفی شده محاسبه گردید. براین اساس احتمال خرابی سد در حالتی که اثر مولفه قایم زلزله در تحلیل منظور گردید، برای زلزله های نزدیک به گسل 249% و برای زلزله های دور از گسل 2419% افزایش یافت.

    کلیدواژگان: سد خاکی، تحلیل دینامیکی غیرخطی، تفاضل محدود، FLAC-3D، مولفه قائم زلزله، احتمال خرابی
  • ملیحه اسلام پناه*، مجتبی صانعی، سید تقی (امید) نائینی، احسان غنچه صفحات 53-65

    اخیرا سرریزهای کلیدپیانویی در سازه های هیدرولیکی اهمیت خاصی پیداکرده است. در این تحقیق تاثیر تعداد کلید های واحد بر نحوه آبگذری سرریز جانبی کلیدپیانویی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرارگرفته است. 45 آزمایش روی سرریزهای کلیدپیانویی تک، دو، چهار، شش سیکل و سرریز خطی در بارهای آبی نسبی مختلف (1 و 85/0 ،65/0 ،5/0 ،3/0 H/P =) انجام شد. مقدار دبی ورودی به کانال اصلی به گونه ای اعمال شد که جریان در کانال زیربحرانی باشد. شیب فلوم و طول آبگذری سرریزها ثابت در نظر گرفته شده اند و از سرریز تیپ A استفاده شده است. آزمایش ها در بارهای آبی نسبی مذکور برای تعیین نیمرخ سطح آب و ضریب آبگذری انجام شد. در ابتدای سرریز جانبی ارتفاع آب به صورت چشمگیری کاهش می یابد و با افزایش تعداد کلیدواحد میزان این کاهش بیشتر می شود بطوریکه افت سطح آب در سرریز شش سیکل 5 درصد بیشتر از تک سیکل است. ضریب آبگذری سرریز با افزایش تعداد کلیدواحد و یکسان بودن طول موثر در تمامی سرریزها، به میزان 5 تا 21 درصد کاهش می یابد. در بارهای آبی نسبی آزمایش شده نسبت ضریب آبگذری سرریزهای کلیدپیانویی به سرریز خطی بین 15/1 تا 75/1 به دست آمد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که میزان ضریب دبی سرریزهای کلیدپیانویی معمول، بیشتر از ضریب دبی سرریز با جانمایی معکوس است ولی این تفاوت چشمگیر نمی باشد.

    کلیدواژگان: سرریز کلیدپیانویی، تعداد سیکل، ضریب آبگذری، پروفیل سطح آب
  • نوربخش اکبری*، امیرحسین امیرخانی صفحات 66-78

    استقرار اثربخش نظام های مدیریتی همچون نظام مدیریت پروژه در سازمانهای پروژه در گرو تامین یکسری الزامات نرم افزاری و سخت افزاری است. شناسایی و تامین شایستگی های مدیریت پروژه برای مدیران طرحها یکی از مهمترین الزامات نرم افزاری برای اطمینان از کارآمدی و اثربخشی استقرار رویکرد مدیریت پروژه در چارچوب فرایندهای تخصصی مدیریت پروژه می باشد. استاندارد بین المللی مدیریت پروژه PMBOK با محوریت حوزه های دانشی، فرایندهای مدیریت پروژه را معرفی می کند. استاندارد بین المللی شایستگی های مدیریت پروژه ICB نیز سه دسته شایستگی فنی، رفتاری و زمینه ای را معرفی می کند. با توجه به دو استاندارد شناخته شده مذکور هدف از انجام این مطالعه شناسایی مهمترین شایستگی های مدیریت پروژه برای پشتیبانی و استقرار فرایندهای مدیریت پروژه می باشد. در این تحقیق از ابزار پرسشنامه بسته استفاده شده است. در این پرسشنامه ها نظرات تعداد 100 نفر از کارکنان یک شرکت بزرگ فعال در زمینه احداث پروژه های نیروگاه های برقابی اخذ گردید. نتایج حاصله نشان داد که رابطه نسبی و قوی میان شایستگی های مدیریت پروژه با فرایندهای مدیریت پروژه وجود دارد و اینکه فرایندهای مدیریت ریسک پروژه از مهمترین فرایندهای مدیریت پروژه محسوب می شود.

    کلیدواژگان: مدیریت پروژه، فرایندهای مدیریت پروژه، شایستگی های مدیریت پروژه، PMBOK و ICB
  • آزاده صفوی*، مجید احتشامی صفحات 79-99

    افزایش جمعیت، کمبود فزاینده منابع آب شیرین و سطح امنیت غذایی همه متصدیان را متقاعد کرده است، صرف هزینه های زیاد برای پاسخ های مقطعی به نیازهای آب، انرژی و غذا به ویژه در بحبوحه رویارویی با پدیدهای تغییر اقلیم و گرمایش جهانی، منطقی و بهینه نیست. بر اساس آخرین طبقه بندی سازمان بین المللی جغرافیایی، ایران در دسته مناطق خشک و نیمه خشک واقع است و شهرستان ورامین از خشک ترین نواحی کشور است و با چالش کم آبی روبرو است. افزایش آلاینده های ناشی از تولید و مصرف انرژی و تاثیرات آن بر اقلیم و منابع آب، اهمیت به کارگیری مدیریت فرابخشی در موضوعات آب، انرژی، غذا و محیط زیست با محوریت آب را پررنگ کرده. عدم مدیریت کارامد بعضا منجر به افزایش تنش های هر بخش با محوریت آب و نیز افزایش هزینه ها شده است. هدف از این پژوهش شناسایی و ارزیابی پتانسیل های منابع آب، انرژی و کشاورزی در شهرستان ورامین، در چارچوب اصول توسعه پایدار با رویکرد همبست آب، انرژی و غذا است. پوشش ویژگی های واقعی در قالب برنامه ای یکپارچه در WEAP، اکسل ضمن ارزیابی های اجتماعی و محیط زیستی سیاست ها انجام شد. تحلیل های پایداری نشان داد سناریو 5 نسبت به سایرین توانسته اهداف توسعه را با کمترین برداشت از آبخوان در پایدارترین حالت نسبی اجتماعی و محیطزیستی محقق نماید.

    کلیدواژگان: توسعه پایدار، مدیریت به هم پیوسته آب، انرژی و غذا، رویکرد همبست، ابزار WEAP، مدیریت عرضه و تقاضا
|
  • Reza Kamrani, Mehrdad Jafaryar, Mohammad Hatami* Pages 1-11

    In this study, a Darrieus hydraulic turbine for power generation applications is chosen and the response surface methodology (RSM) based on central composite design (CCD) is applied to obtain the optimized design for its hydrofoil geometry to increase the torque coefficient. For this aim, all turbine performance factors, except hydrofoil geometry, were considered to be constant and the turbine torque coefficient was estimated as a function of hydrofoil geometry using Parsec hydrofoil function by CCD technique. Optimized geometry of the turbine blade is the maximum points of the proposed function by RSM. To determine the turbine torque coefficient, two dimensional and transient numerical simulation for incompressible fluid flow using finite volume method is considered. Results show that the optimized geometry increases the torque coefficient about four percentages.

    Keywords: Darrieus Turbine, Numerical Simulation, Response Surface Method, Central Composite Design, Parsec Airfoil
  • Sohrab Zaree, Saeid Shabanlou*, Fariborz Yosevfand Pages 12-25

    In this study, the discharge coefficient of side weirs located on converging channels was simulated for the first time using a new method of Extreme Learning Machine (ELM). To examine the accuracy of the numerical model, the Monte Carlo simulations were used and the experimental values validation was conducted by the k-fold cross validation method. Then, the input parameters were detected for simulating the discharge coefficient. Subsequently, the number of the Extreme Learning Machine hidden layer neurons was determined using a trial and error process. In the next step, the most optimized activation function was also obtained. Then, using the input parameters, six ELM models were developed and the superior model and the most effective input parameter were identified through a sensitivity analysis. The superior model estimated the discharge coefficient values with an acceptable accuracy. For example, the values of the indices R2 and MAPE for this model were estimated 0.963 and 5.135, respectively and the Froude number at the downstream of the side weir (Fd) was introduced as the most effective parameter. Then, a relationship was provided for the superior model.

    Keywords: Converging Channel, Side weir, Discharge coefficient, sensitivity analysis
  • Ramtin Sobhkhiz*, Alireza Mardookhpour, Forouzan Saberi Pages 26-38

    In RCC dams, usually large amounts of concrete are poured in a short time that the heat generated by the cement hydration has led to an increase in temperature in the dam body.In this research, Abacus software, which is a finite element software, has been used for thermal analysis of the dam during construction and concreting. This is how thermal changes are applied. For the structure of 50 cm layers, it is assumed that each layer takes up 72 hours of analysis time. In general, the problem under analysis is analyzed 12 times. Each analysis is considered based on the start of the project from different months of the year, thus collecting information and using the perceptron network algorithm to the optimal time to build based on the maximum temperature in the concrete of the dam and the stresses created by it. Using perceptron algorithm and machine training with the data of 12 analyzes performed, the output for 365 days of the year as the start time of the production project and finally the optimal time to start the construction of the dam was obtained.

    Keywords: Dam construction time, dam construction temperature, structural analysis, optimization, RCC dam
  • Farhoud Kalateh*, Sara Irani Pages 40-52

    The main goal of preset research is investigate the effects of vertical component of Near-Fault and Far-Field earthquake records on the probability of overtopping induced damage of earth dam due to the reduction of freeboard due to the settlement of dam crest. In this respect 12 different earthquake record are selected. Nonlinear dynamic analysis of earth dam is implemented with FLAC 3D using Finn model that relates the increment of volume decrease per cycle of shear strain to the cyclic shear strain amplitude for considering the pore pressure build-up during seismic loading. Obtained results show that the response of dam for near-fault earthquakes considerably is larger than far-field records. Applying vertical component of earthquakes in the dynamic analysis caused the horizontal maximum displacement of damchr  crest increase 5.58% for near-fault records and 2.96 % for far-field records and also maximum settlement for damchr crest increase 31.69 % for near-fault records and 73.65 % for far-field records with including vertical component of records in the dynamic analysis, Also can be get form obtained results the damage probability of dam with considering vertical component of earthquakes is increase 249% for near-fault records and increase 2419% for far-field records.

    Keywords: Earth dam, nonlinear dynamic analysis, finite difference method, Flac3D, vertical component of earthquake, Damage probability
  • Malihe Eslampanah*, Mojtaba Saneie, Seyyed Taghi (Omid) Naeeni, Ehsan Qonche Pages 53-65

    Recently pianokey weirs become important in hydraulic structures. In this paper effect of the number of cycles on the flow of pianokey sideweir has been investigated experimentally. 45 experiments on single, two, four, six cycles pianokey and sharp crest linear weir on different heads (H/P = 0.3, 0.5, 0.65, 0.85 and 1) has been conducted. The input flow rate to the main channel was applied in such a way that the flow in this channel became subcritical. Experiments are conducted for different heads in order to determine the surface water profile and discharge coefficient. At the beginning of the opening, the height of water decrease significantly and as the number of cycles increases, this decrease further so that in 6 cycle water reduction is 5 percent more than 1 cycle. Discharge coefficient of the weir decreases with increasing the number of cycles in a constant effective length of the weir from 5 to 21 percentages. The ratio of discharge coefficient of the TPKWs to the rectangular sharp crest weir, was between 1.15 and 1.75. Experimental results show that the discharge coefficient of inertial weirs are larger than inverted ones but this difference is not significant.

    Keywords: Pianokey weir, number of cycle, discharge coefficient, surface water profile, side weir
  • Noorbakhsh Akbari*, Amirhosein Amirkhani Pages 66-78

    Effective implementation of managerial systems needs software and hardware requirements. Project management competencies of the managers is one of the most important and inevitable requirements to ensure the success of the projects in any industry. Inorder to clarify the requirements, many international and professional instituts have presented well-known frameworks to help the managers to shape their management styles and action plans. For instance, Project Management Institute (PMI) based on ten knowledge areas indroduce project management processes and publish them in the book named: PMBOK. Intenational Project Management Assosiation (IPMA) with regared to the competencies present the most important project management competencies and publish them in the book named: ICB. With respect to the two mentioned standard the objective of this study is to show the relationship between project management competencies and project management processes. In this study a closed questionary was designed and distributed among 100 project managers and professionals. This research is implemented in one of the governmental company which is affiliated to the ministry of energy, responsile to construct macro hydropower plants. This study showed and proved the relationships between PM competencies and PM processes.

    Keywords: Project Managemenrt processes, Project management Competencies, PMBOK, ICB
  • Azadeh Safavi*, Majid Ehteshami Pages 79-99

    Population growth, growing scarcity of freshwater resources and food security have convinced all operators that spending large sums of money on cross-cutting responses to water, energy and food needs, especially in the face of climate change and global warming, is unreasonable.According to the latest classification of the International Geographical Organization, Iran is located in the category of arid and semi-arid regions and the city of Varamin is one of the driest regions of the country and faces the challenge of water scarcity. The increase in pollutants from energy production and consumption and its effects on climate and water resources has highlighted the importance of using cross-sectoral management in water, energy, food and water-focused issues.Lack of efficient management has sometimes led to increased tensions in each water-focused sector as well as rising costs. The purpose of this study is to identify and evaluate the potential of water, energy and agriculture resources in Varamin city, within the framework of the principles of sustainable development with a correlated approach of water, energy and food.

    Keywords: Sustainable development, integrated water, energy, food management, correlation approach, WEAP tool, supply, demand management