مدل سازی اندرکنش سیال- سازه در سدهای لاستیکی

thesis
abstract

سدهای لاستیکی، سازه های انعطاف پذیر استوانه ای هستند که به فنداسیون صلب متصل می شوند. تعداد بسیار زیادی از سدهای لاستیکی تحت فشار داخلی، ناشی از آب یا هوا، در حالت برافراشته به صورت دائمی مورد بهره برداری قرار می گیرند. این سدها در عین حال می توانند در مواقع عدم نیاز، از سیال خالی شده و به صورت تخت روی بستر قرار گیرند و در صورت لزوم در یک دوره ی زمانی کوتاه به حالت برافراشته درآیند. سدهای لاستیکی نسبتاَ آسان نصب می شوند، نمی پوسند، به نگهداری کمتری احتیاج دارند و قابلیت تحمل درجه حرارت زیادی دارند. مسئله ی تغییر شکل های بزرگ ناشی از فشارهای داخلی و خارجی باعث غیرخطی شدن معادلات حاکم بر رفتار سد لاستیکی می شود. حل رابطه ی دیفرانسیلی تغییر شکل حاکم بر این نوع سازه از پیچیدگی های خاصی برخوردار است. در تحقیق حاضر برای اجتناب از دخیل شدن تغییر شکل های بزرگ در حل مسئله، استفاده از روش تفاضل مرکزی برای حل دوبعدی سازه پیشنهاد می شود. بر اساس تاریخچه ی مطالعاتی، در حل دوبعدی فرض طول بی نهایت برای سد اعمال می شود. بنابراین از اثر تکیه گاه ها و جریان های عرضی در تغییر شکل نهایی سد چشم پوشی می شود. بر این اساس در مطالعه ی حاضر به بررسی رفتار سه بعدی سد با اعمال شرایط مرزی برای سازه و سیال پرداخته می شود. شبیه سازی سد و سیال در نرم افزار ansys صورت می گیرد. این نرم افزار با حل هم زمان cfx و transient structural در محیط workbench به حل سازه و سیال می پردازد. بنابراین سطح آزاد آب در جریان عبوری از روی سد و تغییر شکل سد با در نظر گرفتن اندرکنش سیال و سازه به دست می آید. به منظور دست یابی به سطح آزاد آب از حل دو فازی آب و هوا و برای مدل کردن جدایش جریان در پایین دست سد از مدل آشفتگی sst در محیط cfx استفاده می شود. نظر به انعطاف پذیر بودن سازه، از حل تغییر شکل های بزرگ در قسمت transient structural بهره گرفته می شود. دقت در مطالعات گذشته نشان می دهد که تا کنون اثر تغییر شکل سد بر ضریب دبی جریان لحاظ نشده است و ضریب دبی cd صرفاً تابعی از h/dh تعریف شده است (که h هد آب روی تاج سرریز و dh ارتفاع سد است). این در حالی است که dh ارتفاع نهایی سد در نظر گرفته می شود. این مقدار در مراحل طراحی و شروع بهره برداری سد مقداری نامشخص است. بنابراین تعیین پارامترهای موثر بر h/dh و ارائه ی رابطه ای بر اساس این پارامترها ضروری به نظر می رسد. علاوه بر این در مطالعات پیشین ضریب دبی جریان در حالت دو بعدی ارائه شده است. از این رو در تحقیق حاضر، با انجام آنالیز ابعادی، پارامترهای بی بعد موثر بر h/dh تعیین می شوند. با استفاده از نرم افزار آماری spss و روش درون یابی غیرخطی مناسب ترین رابطه برای تعیین h/dh و cd ارائه می گردد.

similar resources

بررسی میدان جریان در سدهای لاستیکی تحت اثر اندرکنش سیال- سازه

سدهای لاستیکی، سازه‌های انعطاف‌پذیر استوانه‌ای هستند که به فنداسیون صلب متصل‌ می‌شوند. سدهای لاستیکی تحت فشار داخلی، ناشی از آب یا هوا، در حالت برافراشته مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند. مسأله‌‌ی تغییر شکل‌های بزرگ ناشی از فشارهای داخلی و خارجی باعث غیرخطی شدن معادلات حاکم بر رفتار سد لاستیکی می‌شود. حل رابطه‌ی دیفرانسیلی تغییر شکل حاکم بر این نوع سازه از پیچیدگی‌های خاصی برخوردار است. بر این اس...

full text

شبیه سازی عددی اندرکنش سازه- سیال- جسم برای یک پایدارکننده انعطاف پذیر متصل به پرتابه آزاد

در این مقاله به تحلیل عددی نوسانات یک پرتابه سه بعدی به همراه پایدارکننده انعطاف‌پذیر متصل به آن پرداخته شده است که در معرض جریان لزج مادون‌صوت قرار دارند. برای حل دینامیک سیال از روش عددی حجم محدود و برای تحلیل تغییرشکل سازه از مدل تیر یک سردرگیر اویلر- برنولی استفاده شده است. جهت تحلیل اندرکنش سیال- سازه نیز الگوریتم ترکیبی چند بخشی تکراری برای برقراری ارتباط و تبادل اطلاعات میان بخش‌های سیال...

full text

توسعه مدل کوپل کاملا لاگرانژی مبتنی بر هیدرودینامیک ذرات هموار برای شبیه‌سازی اندرکنش سیال – سازه

در مطالعه حاضر، یک مدل عددی کوپل برای مسائل گذرای اندرکنش سیال - سازه الاستیک برپایه روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) پیشنهاد شده است. فرایند کوپل بین یک مدل سیال هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم ناپذیر (ISPH) و مدل سازه کاملا لاگرانژی صورت میگیرد. در روش ISPH، با توجه به اهمیت توزیع مناسب ذرات برای شبیه سازی دقیق و پایدار و تولید یک میدان فشار بدون اغتشاش، یک الگوریتم جدید برای انتقال ذرات جهت م...

full text

تحلیل دینامیکی مخازن مستطیلی بتنی با در نظر گرفتن اثر اندرکنش سیال- سازه- خاک

در مقاله حاضر، رفتار دینامیکی مخازن مستطیلی بتنی با در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه تحت حرکت ناشی از زمین‌لرزه مورد بررسی قرار می‌گیرد. اثر اندرکنش توأم خاک- سازه- مایع بر رفتار دینامیکی مخازن مستطیلی بتنی به روش اجزاء محدود در فضای سه بعدی، براساس تحلیل خطی و در حوزه‌ی زمانی مورد بررسی قرار می‌گیرد. با توجه به اینکه در بعضی از مخازن، مانند سازه‌های استخری بزرگ بتن مسلح که برای ذخیره سازی ط...

full text

تعیین مکان مناسب پرتاب‌کننده روی سدهای لاستیکی

Rubber dam body is a lying cylinder that lies in the width of channels, rivers and weir crests and is filled with water or air or a combination of both. Shape of this structure is one of the obvious features that does not change in the path of rivers or dam spillways. Rubber dams may be with or without deflectors. Deflector is a triangular or rectangular fin that is installed down the stream of...

full text

تخمین گرمایش آیرودینامیکی بدنة کاوشگر فضایی با درنظر گرفتن اندرکنش گرمایشی سیال و سازه

در این مقاله، گرمایش آیرودینامیکی تولیدشده بر روی بدنة یک کاوشگر فضایی به روش عددی با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت و با درنظر گرفتن اندرکنش گرمایشی سیال و سازه محاسبه شده است. به منظور حل همزمان معادلات گرمایش در جامد و سیال، از شرط مرزی کوپلینگ در دیوارة بدنه استفاده شده است؛ به‌طور‌ی‌که مقادیر دما و شار حرارتی در آن محاسبه می‌شود. مزیت این روش آن است که می‌توان مقادیر دما را در هر نقطه‌ای از پ...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی عمران

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023