بررسی عددی گذر جریان از درون محیط متخلخل درشت دانه با سطح آزاد

thesis
abstract

شبیه سازی جریان درون محیط های متخلخل، کاربردهای متعددی در شاخه های مختلف علوم و مهندسی از جمله مهندسی منابع آب، محیط زیست، مهندسی شیمی، مهندسی نفت و هیدرولوژی آبهای زیرزمینی دارد. تا کنون در راستای درک بیشتر رفتار جریان درون محیط های متخلخل، مطالعات تئوریک و بررسی های آزمایشگاهی زیادی بر مبنای معادلات دارسی و فرشهایمر و ترکیب آنها با معادله پیوستگی صورت گرفته است. با توجه به اینکه هر شبکه از یکسری مجرا و حفره تشکیل شده، لذا در این نوع شبیه سازی، حفره ها مبین فضاهای خالی بین ذرات محیط های متخلخل، و مجراها نشان دهنده کانال هایی هستند که این حفره ها را به یکدیگر متصل می کنند. در این مطالعه با استفاده از نظریه مبانی حاکم بر مدل های شبکه ای، به تحلیل جریان آشفته ماندگار درون محیط های سنگریزه ای درشت دانه با سطح آزاد پرداخته شده است. با توجه به اینکه طبیعت جریان در اینگونه محیط ها بگونه ایست که بخشی از آن بصورت تحت فشار بوده و بخشی که در نزدیکی خط جریان قرار دارد، در ارتباط مستقیم با اتمسفر می باشد. لذا در راستای تحلیل عددی جریان و تدوین برنامه کامپیوتری آن، جریان مزبور بصورت جریان ترکیبی تحت فشار ـ سطح آزاد در نظر گرفته شده و با استفاده از مدل شبکه ای مورد بررسی قرار می گیرد و با توجه به این نوع مفهوم سازی از جریان، با اعمال اصلاحاتی که بر روی نرم افزار epanet انجام گرفته، امکان استفاده موثرتری از نرم افزار مذکور را فراهم می سازد. جهت کنترل صحت فرضیات بکار گرفته شده در تبیین مدل کامپیوتری در این نوع مدلسازی، به بررسی مقایسه ای نتایج مشاهدات آزمایشگاهی موجود با نتایج محاسباتی حاصل از اجرای مدل ریاضی پرداخته شده است. مهم ترین مسأله در بررسی جریان درون محیط های متخلخل با ذرات کروی یکسان با استفاده از مدل شبکه ای، تعیین ابعاد شبکه و مشخصه های هندسی لوله ها می باشد، لذا در این پژوهش روش خاصی جهت تعیین مشخصه های مزبور، متناسب با مشخصه های هندسی محیط متخلخل، تبیین و ارائه گردیده و به منظور بررسی صحت این روش، مقایسه ای بین نتایج مشاهدات آزمایشگاهی موجود و نتایج محاسباتی حاصل از اجرای مدل ریاضی صورت گرفته است. همانگونه که در نمودارها مشاهده می شود، محاسبه مقدار دبی خروجی نتایج حاصل از محاسبات عددی در مقایسه با مشاهدات آزمایشگاهی موجود، 63/97 درصد مطابقت داشته و پروفیل جریان محاسبه شده دارای 98 درصد همخوانی با مقادیر مشاهده ای داشته است. با توجه به مقادیر فوق، بطور کلی مدل شبکه ای می تواند جریان آشفته سیال درون محیط های سنگریزه ای با سطح آزاد را بخوبی شبیه سازی نماید.

similar resources

ارزیابی دقت کد کامپیوتری SEEP/W در برآورد دبی و نیمرخ ‏ سطح آب جریان درون محیط‌های متخلخل درشت دانه طویل

در این مقاله نیمرخ‌های جریان‌های زیرسطحی درون محیط‌های متخلخل درشت دانه با استفاده از یک مدل عددی شبیه‌سازی شده و سپس با داده‌های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است. با استفاده از مدل عددی SEEP/W که مبتنی بر روش اجزای محدود می‌باشد، شبیه‌سازی عددی جریان صورت گرفته است. مدل آزمایشگاهی شامل یک محیط متخلخل درشت دانه به طول 4/6 متر، عرض 8/0 متر و ارتفاع 1 متر بوده و در مدل عددی نیز مصالح گوشه‌دا...

full text

ارزیابی و تحلیل حساسیت معادلات افت اصطکاکی جریان با سطح آزاد درون محیط‌های متخلخل سنگریزه‌ای

در این تحقیق، درستی معادلات مختلف افت اصطکاکی برای جریان آزاد غیر دارسی در محیط‌های متخلخل سنگریزه‌ای ارزیابی شد که توزیع عمودی فشار در آنها غیر هیدرواستاتیک است. بیشتر معادلات ارائه شده برای جریان غیر دارسی بر اساس نتایج آزمایش‌های صورت گرفته در دستگاه‌های نفوذسنج و برای جریان یک بعدی است در حالی­که به­دلیل افت زیاد انرژی و شیب سطح آب در جریان آزاد درون محیط‌های متخلخل سنگریزه‌ای، انتظار می‌رو...

full text

مطالعه توزیع فشار غیر هیدرواستاتیک جریان با سطح آزاد در یک محیط متخلخل سنگریزه‌ای

با افزایش شیب سطح آب و بستر و یا ایجاد انحنای قابل ملاحظه در خطوط جریان، توزیع فشار عمودی از حالت هیدرواستاتیک خارج می‌شود. در محیط‌های متخلخل سنگریزه‌ای به دلیل افت شدید انرژی و اختلاف زیاد بین تراز آب بالادست و پایین‌دست محیط، توزیع فشار از نوع غیر هیدرواستاتیک مورد انتظار است. در این مقاله با استفاده از تئوری پای باکینگهام و تحلیل رگرسیون، رابطه‌ای برای نیمرخ طولی سطح آب در محیط‌های متخلخل س...

full text

مدل‌سازی عددی جریان واکنشی آشفته درون ماده متخلخل

در مقاله حاضر جریان واکنشی مغشوش درون یک ماده متخلخل با توسعه یک کد کامپیوتری مدل می‌گردد. معادلات انرژی مجزا برای فازهای سیال و جامد با روش عدم تعادل حرارتی، معادلات اغتشاش k-ε با روش تجزیه مضاعف و آهنگ مصرف سوخت براساس رابطه یک‌مرحله‌ای آرنیوس اعمال شده­اند. مدل‌سازی اغتشاش منجر به نزدیکی نتایج مدل‌سازی با نتایج تجربی گردید. اغتشاش موجود در جریان موجب تاثیر بیشتر پخش و انتقال حرارت به ناحیه پ...

full text

شبیه‌سازی عددی جریان مغشوش درون لوله‌ی متخلخل جزیی

تحقیق حاضر به شبیه‌سازی عددی انتقال حرارت جابه‌جایی اجباری در درون لوله‌یی می‌پردازد که به‌طور جزئی از ماده‌ی متخلخل پر شده است. بدین‌منظور، ماده‌ی متخلخل در موقعیت‌های مرکزی و مرزی درون لوله قرار داده شده است. نتایج حاصله حاکی از آن است که به‌ازای ضخامت نسبی معینی از ماده‌ی متخلخل، انتقال حرارت در موقعیت مرکزی بیشینه و در موقعیت مرزی کمینه است. از مقایسه‌ی نتایج به دست آمده برای موقعیت مرکزی ب...

full text

مطالعه آزمایشگاهی جریان غیر دارسی درون مصالح متخلخل دانه ای

استفاده از مصالح درشت‏دانة سنگ‌ریزه‏ای در سازه‏های آبی، به دلیل خصوصیات ویژة آن‌ها، روز‏به‏روز رو‏ به افزایش است، طوری که امروزه از این مصالح برای ساخت فیلتراسیون و حوضچه‏های آرامش و سدهای پاره‏سنگی استفاده می‏شود. به دلیل اهمیت جریان درون مصالح سنگ‌ریز، مطالعة خصوصیات این نوع جریان اهمیت خاصی دارد. به منظور بررسی رفتار جریان درون مصالح دانه‏ای دستگاه پرمئامتری با بارثابتی طراحی و ساخته شد. آزم...

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 سیستان و بلوچستان - دانشکده مهندسی

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023