بررسی استهلاک انرژی در سرریز پلکانی با ترکیب حوضچه آرامش پلکان با استفاده از مدل عددی Fluent

اختصاصی از هایدی بررسی استهلاک انرژی در سرریز پلکانی با ترکیب حوضچه آرامش پلکان با استفاده از مدل عددی Fluent دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نویسنده:

[ آرمان صفری ] - کارشناسی ارشد سازه های آبی

خلاصه مقاله:

سرریز پلکانی از یکسری پله تشکیل شده که از تاج تا پنجه سرریز را فراگرفته اند پله های مستقر در سرریز پلکنی با ایجاد پراکنش انرژی در قالب ریزی طولی باعث افت انرژی و کاهش سرعت خروجی از سرریز می گردد در این تحقیق سرریز پلکانی با ترکیب حوضجه آرامش پلکان با استفاده از مدل فلوتنت شبیه سازی شده و برای شبیه سازی جریان سطحی کاملا آشفته مدل RNG,K-E بکار گرفته شده است.ردیابی سطح آزاد جریان به کمک مدل VOF انجام شده است به وسیله روش عددی سرعت و عمق جریان در پایین دست سرریز بدست آمده و در ادامه انرژی مستهلک شده در طول سرریز محاسبه شده است نتایج این تحقیق نشان می دهد که ترکیب حوضچه آرامش – پلکان باعث افزایش استهلاک انرژی در سرریز پلکانی شده است و همچنین مدل سازی عددی یک روش بسیار موثر برای پیش بینی جریان های چرخشی و پیچیده در سرریزهای پلکانی محسوب می شود .

کلمات کلیدی:

 سرریزپلکانی ، مدل Fluent ، مدل Vof مدل آشفتگی k-e ، پراکنش انرژی

پایان نامه ارشد عمران بررسی استهلاک انرژی بر روی سرریزهای پلکانی با استفاده از مدل عددی فلوئنت

اختصاصی از هایدی پایان نامه ارشد عمران بررسی استهلاک انرژی بر روی سرریزهای پلکانی با استفاده از مدل عددی فلوئنت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:
در دهه های اخیر سرریزهای پلکانی نقش مهمی در مورد مستهلک کردن انرژی حاصل از جریان سرریز داشته اند. پله ها در این نوع سرریزها باعث استهلاک انرژی جریان می شوند. مسئله مورد اهمیت، افزایش اثر این پله ها در میزان استهلاک انرژی جریان است.این تحقیق بر پایه مدل عددی فلوئنت می باشد. انرژی جریان در رژیم های ریزشی و رویه ای بر روی پله های لبه دار و ساده محاسبه می شود. متفاوت بودن ارتفاع، عرض و شیب لبه ها باعث می شود که اثرات هر کدام از این پارامترها در میزان انرژی مستهلک شده مشخص گردد. رژیم جریان ریزشی در دبی های کم و رژیم جریان رویه ای در دبی های زیاد رخ می دهند و رژیم جریان تبدیلی حدفاصل دو نوع جریان فو قالذکر می باشد. در این پروژه با مشخص شدن پارامترهای مؤثر بر استهلاک انرژی و انجام آنالیز ابعادی و بررسی مدلهای اغتشاش و روشهای انفصال،آنالیز برای 16 مدل با هندسه گوناگون برای دو دبی litr/s 3/6 (جریان ریزشی) و 25 lit/s (جریان رویه ای) یعنی جمعاً 32 مدل توسط نرم افزارهای Fluent و Gambit با انتخاب مدل اغتشاش K −ε و روش حل  vof صورت گرفت. نتایج بدست آمده در حالت بدون لبه با نتایج آزمایشگاهی و رابطه چمنی و راجاراتنام و چانسون مقایسه گردید و در هر دو حالت ریزشی و رویه ای با وجود اختلاف کمی نتایج قابل قبولی نشان داد. علت اختلاف نتایج فوق آن است که داده های آزمایشگاهی و آنالیز عددی ، به علت عدم امکان محاسبه ضریب اصطکاک (f) در ابتدا ، بر اساس رابطه عمق مخلوط بدست آمده و رابطه چانسون عمق آب تمیز را شامل می شود. سپس با آنالیز مدل های لبه دار و مقایسه آنها با نتایج آزمایشگاهی و روابط ذکر شده،به مقایسه نتایج آنالیزهای صورت گرفته با روابط بهینه شده توسط پدرام که اثرات لبه در رابطه چمنی و راچاراتنام برای رژیم ریزشی و رابطه ضریب اصطکاک برای رژیم جریان رویه ای را در نظر گرفته ، پرداخته و با توجه به همان نتایج چنین برم یآید که وجود لبه در انتهای پله ها میزان استهلاک انرژی جریان در طول شوت پله ای را افزایش می دهد البته میزان این تأثیر در رژیم های ریزشی و رویه ای تفاوت دارد و با افزایش دبی این اثرات کمتر می شود.




فهرست مطالب:
چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات
4
1) توسعه تاریخی سرریزهای پلکانی ازدوران باستان -1 °
5
2) برتری و مزیت سرریز پلکانی -1 °
7
3) هدف از انجام پایان نامه -1 °
9
فصل دوم : انواع جریان در سرریز پلکانی
10
1) مقدمه -2 °
11
2) جریان ریزشی -2 °
12
1) محاسبات مسیر پرتاب جت -2 -2 °
13
2) رژیم های فرعی ریزش -2 -2 °
14
3) تحلیل هیدرولیکی جریان ریزشی -2 -2 °
16
4) استهلاک انرژی در جریان های ریزشی -2 -2 °
17
3)رژیم جریان تبدیلی -2 °
20
1) الگوهای جریان -3 -2 °
21
4) هیدرویک جریان های رویه ای -2 °
22
ز
1) الگوهای اصلی جریان -4 -2 °
23
2) نتایج تجربی 25 -4 -2 °
3) استهلاک انرژی در رژیم جریان رویه ای 26 -4 -2 °
5) پیش بینی رژیم جریان 28 -2 °
-6 مقایسه ای استهلاک انرژی بین جریانهای ریزشی، تبدیلی، رویه ای 30 -2 °
7) جمع بندی 31 -2 °
فصل سوم : مروری بر کارهای انجام شده
32
1) مقدمه 33 -3 °
2) آنالیز ابعادی جریان برروی سرریزهای پلکان 33 -3 °
3) کار های انجام شده در مورد سرریز پلکانی 37 -3 °
4) مدل سازی های عددی ا نجام شده محققان دیگر در مورد سرریز ها 38 -3 °
5) جمع بندی 43 -3 °
فصل چهارم: معادلات حاکم 41
1) معادلات حاکم 42 -4 °
2) مدل های آشفتگی 44 -4 °
3) مدلهای دو معادله ای 45 -4 °
حالت استاندارد 46 K − ε 4) مدل -4 °
5) مدل حجم سیال 47 -4 °
ح
48 VOF 6) معادله حاکم بر روش -4 °
موجود در نرم افزار 49 vof 7) روش های مختلف -4 °
1 ) الگوی یانگز 49 -7 -4 °
2) الگوی صریح اولر 51 -7 -4 °
3) الگوی ضمنی 51 -7 -4 °
8) جمع بندی 51 -4 °
فصل پنجم: روشهای انفصال 52
1)کلیات 53 -5 °
53 (Finite Volume Method (FVM) ) 2)روش حجم محدود -5 °
54 (Diffusion) و پخش (Convection) 1-2 )پدیده های انتقال -5 °
56 (Upwind Scheme) 2) طرح آپویند -2‐5 °
57 (Power Law Scheme) 3) طرح قاعده توانی -2 -5 °
3)یک فرمول کلی 58 -5 °
4) جزئیات به دست آوردن معادله انفصال 62 -5 °
5 ) معادله انفصال نهایی 64 ‐5 °
6) حل میدان جریان 65 -5 °
7) الگوریتم حل الگوی سیمپل 69 -5 °
8) جمع بندی 69 -5 °
°
ط
فصل ششم: تحلیل عددی سرریز پلکانی 70
1) کلیات 71 -6 °
2) اهدافی که در مسایل دینامیک سیالات محاسباتی مطرح است شامل 71 -6 °
3) نرم افزار فلوئنت 72 -6 °
4) مشخصات مدل مورد مطالعه 72 -6 °
73 (Boundary Condition) 5) شرایط مرزی -6 °
6) نتایج آنالیز عددی سرریزهای پلکانی 75 -6 °
7) رژیم جریان ریزشی 83 -6 °
8) رژیم جریان رویه ای 89 -6 °
فصل هفتم : نتیجه گیری و پیشنهادات 94
1) نتیجه گیری 95 -7 °
2) پیشنهادات 96 -7 °
°
پیوست ها 97
منابع و ماخذ 103
فهرست منابع فارسی 104
فهرست منابع لاتین
چکیده انگلیسی

بررسی استهلاک انرژی بر روی سرریزهای پلکانی با استفاده از مدل عددی فلوئنت

اختصاصی از هایدی بررسی استهلاک انرژی بر روی سرریزهای پلکانی با استفاده از مدل عددی فلوئنت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:
در دهه های اخیر سرریزهای پلکانی نقش مهمی در مورد مستهلک کردن انرژی حاصل از جریان سرریز داشته اند. پله ها در این نوع سرریزها باعث استهلاک انرژی جریان می شوند. مسئله مورد اهمیت، افزایش اثر این پله ها در میزان استهلاک انرژی جریان است.این تحقیق بر پایه مدل عددی فلوئنت می باشد. انرژی جریان در رژیم های ریزشی و رویه ای بر روی پله های لبه دار و ساده محاسبه می شود. متفاوت بودن ارتفاع، عرض و شیب لبه ها باعث می شود که اثرات هر کدام از این پارامترها در میزان انرژی مستهلک شده مشخص گردد. رژیم جریان ریزشی در دبی های کم و رژیم جریان رویه ای در دبی های زیاد رخ می دهند و رژیم جریان تبدیلی حدفاصل دو نوع جریان فو قالذکر می باشد. در این پروژه با مشخص شدن پارامترهای مؤثر بر استهلاک انرژی و انجام آنالیز ابعادی و بررسی مدلهای اغتشاش و روشهای انفصال،آنالیز برای 16 مدل با هندسه گوناگون برای دو دبی litr/s 3/6 (جریان ریزشی) و 25 lit/s (جریان رویه ای) یعنی جمعاً 32 مدل توسط نرم افزارهای Fluent و Gambit با انتخاب مدل اغتشاش K −ε و روش حل  vof صورت گرفت. نتایج بدست آمده در حالت بدون لبه با نتایج آزمایشگاهی و رابطه چمنی و راجاراتنام و چانسون مقایسه گردید و در هر دو حالت ریزشی و رویه ای با وجود اختلاف کمی نتایج قابل قبولی نشان داد. علت اختلاف نتایج فوق آن است که داده های آزمایشگاهی و آنالیز عددی ، به علت عدم امکان محاسبه ضریب اصطکاک (f) در ابتدا ، بر اساس رابطه عمق مخلوط بدست آمده و رابطه چانسون عمق آب تمیز را شامل می شود. سپس با آنالیز مدل های لبه دار و مقایسه آنها با نتایج آزمایشگاهی و روابط ذکر شده،به مقایسه نتایج آنالیزهای صورت گرفته با روابط بهینه شده توسط پدرام که اثرات لبه در رابطه چمنی و راچاراتنام برای رژیم ریزشی و رابطه ضریب اصطکاک برای رژیم جریان رویه ای را در نظر گرفته ، پرداخته و با توجه به همان نتایج چنین برم یآید که وجود لبه در انتهای پله ها میزان استهلاک انرژی جریان در طول شوت پله ای را افزایش می دهد البته میزان این تأثیر در رژیم های ریزشی و رویه ای تفاوت دارد و با افزایش دبی این اثرات کمتر می شود.




فهرست مطالب:
چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات
4
1) توسعه تاریخی سرریزهای پلکانی ازدوران باستان -1 °
5
2) برتری و مزیت سرریز پلکانی -1 °
7
3) هدف از انجام پایان نامه -1 °
9
فصل دوم : انواع جریان در سرریز پلکانی
10
1) مقدمه -2 °
11
2) جریان ریزشی -2 °
12
1) محاسبات مسیر پرتاب جت -2 -2 °
13
2) رژیم های فرعی ریزش -2 -2 °
14
3) تحلیل هیدرولیکی جریان ریزشی -2 -2 °
16
4) استهلاک انرژی در جریان های ریزشی -2 -2 °
17
3)رژیم جریان تبدیلی -2 °
20
1) الگوهای جریان -3 -2 °
21
4) هیدرویک جریان های رویه ای -2 °
22
ز
1) الگوهای اصلی جریان -4 -2 °
23
2) نتایج تجربی 25 -4 -2 °
3) استهلاک انرژی در رژیم جریان رویه ای 26 -4 -2 °
5) پیش بینی رژیم جریان 28 -2 °
-6 مقایسه ای استهلاک انرژی بین جریانهای ریزشی، تبدیلی، رویه ای 30 -2 °
7) جمع بندی 31 -2 °
فصل سوم : مروری بر کارهای انجام شده
32
1) مقدمه 33 -3 °
2) آنالیز ابعادی جریان برروی سرریزهای پلکان 33 -3 °
3) کار های انجام شده در مورد سرریز پلکانی 37 -3 °
4) مدل سازی های عددی ا نجام شده محققان دیگر در مورد سرریز ها 38 -3 °
5) جمع بندی 43 -3 °
فصل چهارم: معادلات حاکم 41
1) معادلات حاکم 42 -4 °
2) مدل های آشفتگی 44 -4 °
3) مدلهای دو معادله ای 45 -4 °
حالت استاندارد 46 K − ε 4) مدل -4 °
5) مدل حجم سیال 47 -4 °
ح
48 VOF 6) معادله حاکم بر روش -4 °
موجود در نرم افزار 49 vof 7) روش های مختلف -4 °
1 ) الگوی یانگز 49 -7 -4 °
2) الگوی صریح اولر 51 -7 -4 °
3) الگوی ضمنی 51 -7 -4 °
8) جمع بندی 51 -4 °
فصل پنجم: روشهای انفصال 52
1)کلیات 53 -5 °
53 (Finite Volume Method (FVM) ) 2)روش حجم محدود -5 °
54 (Diffusion) و پخش (Convection) 1-2 )پدیده های انتقال -5 °
56 (Upwind Scheme) 2) طرح آپویند -2‐5 °
57 (Power Law Scheme) 3) طرح قاعده توانی -2 -5 °
3)یک فرمول کلی 58 -5 °
4) جزئیات به دست آوردن معادله انفصال 62 -5 °
5 ) معادله انفصال نهایی 64 ‐5 °
6) حل میدان جریان 65 -5 °
7) الگوریتم حل الگوی سیمپل 69 -5 °
8) جمع بندی 69 -5 °
°
ط
فصل ششم: تحلیل عددی سرریز پلکانی 70
1) کلیات 71 -6 °
2) اهدافی که در مسایل دینامیک سیالات محاسباتی مطرح است شامل 71 -6 °
3) نرم افزار فلوئنت 72 -6 °
4) مشخصات مدل مورد مطالعه 72 -6 °
73 (Boundary Condition) 5) شرایط مرزی -6 °
6) نتایج آنالیز عددی سرریزهای پلکانی 75 -6 °
7) رژیم جریان ریزشی 83 -6 °
8) رژیم جریان رویه ای 89 -6 °
فصل هفتم : نتیجه گیری و پیشنهادات 94
1) نتیجه گیری 95 -7 °
2) پیشنهادات 96 -7 °
°
پیوست ها 97
منابع و ماخذ 103
فهرست منابع فارسی 104
فهرست منابع لاتین
چکیده انگلیسی

بررسی استهلاک انرژی بر روی سرریزهای پلکانی

اختصاصی از هایدی بررسی استهلاک انرژی بر روی سرریزهای پلکانی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فهرست مطالب:
چکیده .............................................................................................................................................................. 1
مقدمه................................................................................................................................................................. 2
نمونه ای از سدها با سرریز پلکانی ساخته شده در جهان .................................................................... 4
مختصری از تاریخچه مطالعات انجام شده .................................................................................................. 5
سرریزهای پلکانی و انواع جریان در آن ..................................................................................................... 6
تعریف پرش هیدرولیکی ............................................................................................................................... 6
بررسی هیدرولیکی سرریزهای پلکانی ..................................................................................................... 6
رژیم جریان .................................................................................................................................................... 6
هیدرولیک جریان رویه ای .......................................................................................................................... 11
جریان متغیر سریع در نقطه شروع .......................................................................................................... 12
خصوصیات جریان متغیر تدریجی ............................................................................................................. 13
تهویه سطح آزاد ............................................................................................................................................ 14
طراحی مستهلک کننده انرژی ...................................................................................................................... 19
کاربرد طراحی  سد ریو ............................................................................................................................ 20
رژیم ریزشی ................................................................................................................................................ 25
رژیم رویه ای ............................................................................................................................................. 25
ویژگی های جریان رویه ای در سرریزهای پلکانی ............................................................................... 26
فرآیند هوادهی سطح آزاد ................................................................................................... 28
اندازه گیری شتاب در جریان هوا – آب ............................................................................. 30
مشخصه تلاطم جریان سطح آزاد پرشتاب ......................................................................... 34
ابزار و وسیلة تجربی .......................................................................................................... 36
ابزار .................................................................................................................................... 38
تحلیل و پردازش علامت ................................................................................................... 40
تحلیل اولیة علامت ............................................................................................................ 41
تحلیل های همبستگی ......................................................................................................... 42
الگوهای اصلی جریان هوا – آب ....................................................................................... 44
مشخصات جریان هوا – آب .............................................................................................. 45
جزء تهی و مقدار توزیع حباب ها ....................................................................................... 45
بررسی استهلاک انرژی روی سرریز پلکانی لبه دار- دکتر منصوری- پدرام ...................... 61
مشخصات مدل مورد استفاده. ...................................................................................... 61
رژیم جریان ریزشی . ..................................................................................................... 62
رژیم جریان رویه ای .................................................................................................... 65
شرح مدل هیدرولیکی دکتر بارانی- راهنما ........................................................................ 68
الف) بررسی میزان تغییرات افت انرژی بر روی سرریز پلکانی ساده و لبه دار .............. 70
ب) اثر تعداد پله ها در استهلاک انرژی ......................................................................... 71
ج) تأثیر ضخامت لبه ها در شروع جریان لغزشی و آزاد ............................................... 72
مدل هیدرولیکی و روش آزمایش- دکتر بارانی- صدری .................................................. 74
شرح مدل هیدرولیکی- دکتر سلماسی- بینا ....................................................................... 78
الف) تأثیر دخول هوا در اندازه گیری افت انرژی نسبی و میزان خطای حاصله ............ 79
ب) مقایسه سرریز صاف و سرریز پلکانی .................................................................... 80
80 ........................................................................................ yc/h ج) تأثیر پارامتر بی بعد
د) خطای نسبی ............................................................................................................... 81
اصطلاحات ................................................................................................................................ 85
خلاصه و نتیجه گیری................................................................................................................ 87
منابع و ماخذ.............................................................................................................................. 91
فهرست منابع فارسی ....................................................................................................................... 92
فهرست منابع لاتین ....................................................................................................................... 93
چکیده انگلیسی............................................................................................................................. 94
فهرست جدول ها
جدول 1: نمونه هایی از سرریزهای پلکانی ساخته شده در جهان................................................... 5
جدول 2: نتایج برخی از آزمایشات انجام شده توسط محققان مختلف.................................................. 24
جدول 3:شرایط آزمایشی جریان............................................................................................................. 37
51 (Txy ) جدول 4: مشاهدات تجربی حداکثر مقادیر مقیاس زمانی همبستگی متقابل مورب
جدول 5: خودتشابهی جریان هوا – آب در جریانات مماس پرشتاب بالای یک سرریز پلکانی......... 59
جدول 6: نتایج آزمایشگاهی دکتر منصوری.................................................................................................. 65
جدول 7: نتایج آزمایشگاهی دکتر منصوری...