: در دهه های اخیر شناخت تکنولوژی جدید ساخت سد ها با کاربرد مصالح بتن غلطکی (rcc) توسعه و توجه به سرریز پلکانی را به منظور استهلاک انرژی جریان بیشتر کرده است. با تحلیل و شناخت عملکرد هیدرولیکی جریان، تعیین میزان افت انرژی و طراحی مناسب سرریز میسر می گردد. امروزه روش های عددی ابزاری کارامد جهت پردازش پیچیدگی های جریان اغتشاشی می باشد. به همین سبب نرم افزار های تخصصی دینامیک سیالات محاسباتی cfd به وجود آمده اند که امکان استفاده از روش های عددی توسط محققین مهیا شده است. در این پژوهش مدل سازی جریان بر روی سرریز پلکانی با استفاده از روش عددی اجزاء محدود در محیط نرم افزار ansys صورت گرفته است. از آنجا که جریان بر روی سرریز آشفته است، جهت حل جریان های اغتشاشی مدل nke مورد استفاده قرار گرفته و برای تعیین سطح آزاد جریان روش vof به کار رفته است.در نهایت با استفاده از نتایج حاصل از مدل سازی جریان، پارامتر های هیدرولیکی و هندسی موثر بر استهلاک انرژی جریان بر روی سرریز های پلکانی از جمله دبی جریان، ارتفاع پله ها، تعداد پله ها، شیب سرریز مورد بررسی قرار می گیرند. در ادامه به دلیل توانایی این نرم افزار در تهیه پروفیل جریان بر روی سرریز به بررسی و تشخیص رژیم های جریان پرداخته شده است و نتایج حاصل از تحلیل با داده های آزمایشگاهی مقایسه می شود. نتایج حاصل از مدل سازی نشان می دهد که با افزایش دبی جریان در تمام تعداد پله ها از میزان افت انرژی نسبی در طول سرریز کاسته می شود. همچنین با افزایش زیاد تعداد پله ها بر روی سرریز میزان افت انرژی نسبی کاهش می یابد. زیرا با افزایش تعداد پله ها و کاهش ارتفاع پله در واقع اندازه گردابه های درون پله ها کاهش می یابد و پله ها به طور کامل در زیر جریان رویه ای مستغرق می گردد. با بررسی تاثیر شیب سرریز بر افت انرژی مشخص گردید که با افزایش شیب سرریز، حداکثر افت انرژی افزایش می یابد. نتایج حاصل از تحلیل عددی و آزمایشگاهی دارای ضریب همبستگی 876/0 می باشد. و شیب خط رگرسیون در این رابطه برابر با 157/1 می باشد. در حالی که ضریب همبستگی و شیب خط رگرسیون میان رابطه چانسون و نتایج آزمایشگاهی به ترتیب برابر با 842/0 و 493/1 می باشد. روش عددی دقت بالاتری نسبت به رابطه تجربی چانسون دارا می باشد. این میزان معادل 57/60 درصد تخمین زده شده این میانگین برای داده های آزمایشگاهی 56/53 درصد اندازه گیری شده است و میزان میانگین افت برای فرمول چانسون 3/78 درصد بدست آمده است. لذا اختلاف خروجی نرم افزار نسبت به داده های آزمایشگاهی برابر با 2/11 درصد و اختلاف فرمول چانسون با داده های آزمایشگاهی برابر با 84/35 درصد براورد شده است.

این پژوهش در قالب پنج آزمایش در سال های 89 تا 91 به اجرا در آمد. آزمایش اول مطالعه تغییرات مختلف فیزیکوشیمیایی در گلبرگ های دو رقم میخک گلدانی ارقام پینک و استا طی 5 مرحله مختلف از نمو گل ها بود. در هر دو رقم مورد بررسی، بیشترین میزان اتیلن تولیدی، acc (آمینو سیکلو پروپان کربوکسیلیک اسید)، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی و کربوهیدارت های محلول، در مرحله باز شدن کامل گل ها (مرحله 5) بود. در بین ارقام مورد بررسی ?استا? میزان اتیلن و acc کمتری در هر 5 مرحله از نمو نسبت به ?پینک? داشت. روند افزایشی مشابهی در فعالیت آنزیم های پراکسیداز (pod) و سوپر اکسید دیسموتاز (sod) از مرحله غنچه تا مرحله بلوغ کامل گل ها مشاهده شد. در آزمایش دوم اثر تیمارهای آمینو اکسی استیک اسید (aoa)، بنزیل آدنین (ba) و 1- متیل سیکلو پروپان (1-mcp) بر کیفیت پس از تولید دو رقم میخک گلدانی ارقام پینک و استا مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین ماندگاری گل ها با 17 (?پینک?) و 50/19 (?استا?) روز مربوط به تیمار 6/0 میکرو لیتر در لیتر 1-mcp بود. میزان تولید اتیلن به طور معنی داری در گل های تیمار شده با aoa (100 و 150 میلی گرم در لیتر)، ba (30 میلی گرم در لیتر) و 1-mcp (6/0 و 2/1 میکرو لیتر در لیتر) نسبت به شاهد کاهش یافت. بیشترین میزان acc در تیمار 6/0 میکرو لیتر در لیتر 1-mcp مشاهده شد. هم چنین فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی (pod، sod و cat) و میزان کربوهیدرات های محلول در تیمار مذکور حداکثر بود. آزمایش سوم اثر تیمارهای aoa، ba و 1-mcp بر عمر گلجایی و دیگر خصوصیات پس از برداشت گل های بریدنی میخک مینیاتوری (?اوپتیما? و ?لمون توئیست?) بود. گل های بریدنی ?اوپتیما? و ?لمون توئیست? که با غلظت 72/0 میکرو لیتر در لیتر 1-mcp تیمار شده بودند به ترتیب با 209% و 128% افزایش نسبت به شاهد بیشترین عمر گلجایی را نشان دادند. در شاهد (آب مقطر) بیشترین تولید اتیلن به ترتیب در ارقام اوپتیما و لمون توئیست در روزهای 5 و 8 اندازه گیری مشاهده شد. تیمار 1-mcp به عنوان بازدارنده عمل اتیلن توانست میزان اتیلن را در حد پایینی حفظ نماید. میزان acc در گل های تیمار شده با 72/0 میکرو لیتر در لیتر 1-mcp در حداکثر مقدار و در تیمار aoa در غلظت 150 میلی گرم در لیتر در حداقل مقدار بود. میزان فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی (pod، sod و cat) ابتدا روند افزایشی و سپس کاهشی نشان داد. در بین ارقام مورد بررسی بیشترین فعالیت آنزیم های مذکور مربوط به ?لمون توئیست? بود. آنزیم آلفا آمیلاز فعالیت کمتری در اولین روزهای اندازه گیری داشت و با نزدیک شدن به مرحله پیری میزان فعالیت آن ها افزایش نشان داد و کمترین فعالیت مربوط به تیمار 1-mcp بود. بین تیمارهای مختلف و شاهد در میزان کربوهیدرات های محلول (گلوکز، ساکارز و فروکتوز) تفاوت معنی داری وجود داشت. بطوریکه این میزان در گل های تیمار شده با 1-mcp در حداکثر بود. بین شاهد با تیمار های ba، aoa و 1-mcp در میزان آنتوسیانین کل تفاوت معنی داری وجود داشت. میزان آن در شاهد و 1-mcp در روز 8 اندازه گیری به ترتیب 15/56 و 87/91 میلی گرم بر صد گرم وزن تر بود. در میزان کلروفیل برگ ها تفاوت معنی داری بین تیمارهای مختلف مشاهده نشد. آزمایش چهارم به منظور بررسی اثر تنش اتیلن بر کیفیت گل های گلدانی و شاخه بریدنی میخک مینیاتوری در قالب دو آزمایش مجزا به اجرا در آمد. گل های گلدانی میخک (?پینک? و ?استا?) و گل های بریدنی میخک مینیاتوری(?اوپتیما? و ?لمون توئیست?) ابتدا با غلظت های مختلف aoa، ba و 1-mcp پیش تیمار شدند. سپس تیمار اتفن (جهت ایجاد تنش) به صورت محلول پاشی روی گل های شاخه بریدنی و گلدانی پیش تیمار شده اعمال گردید. کمترین ماندگاری گل در ?پینک? و ?استا? به ترتیب با 50/5 و 9 روز مربوط به تیمار اتفن 30 میلی گرم در لیتر بود. کمترین میزان اتیلن تولیدی و بیشترین فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی در گل هایی مشاهده گردید که قبل از اعمال تنش، با 6/0 میکرو لیتر در لیتر 1-mcp پیش تیمار شده بودند. بیشترین میزان تجمع پرولین مربوط به تیمار اتفن بود. فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز در تیمارهای اتفن 30 و پیش تیمارهای ba 10 و 20 و aoa 50 میلی گرم در لیتر در حداکثر بود. در گل های بریدنی رقم ?اوپتیما? عمر گلجایی کمتری در همه تیمارها نسبت به رقم ?لمون توئیست? داشت. در گل های بریدنی میزان تولید اتیلن در تیمار اتفن در حداکثر و در تیمار 6 ساعته، 72/0 + 1-mcp اتفن 30 میلی گرم در لیتر در حداقل مقدار بود. کمترین میزان تجمع پرولین در ارقام ?اوپتیما? و ?لمون توئیست? به ترتیب با 5/7 و 87/5 میکرو گرم بر گرم وزن تر مربوط به تیمار اتفن بود. میزان فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی (pod، sod و cat) در ?لمون توئیست? بیشتر از ?اوپتیما? بود. در آزمایش پنجم ارقام شاخه بریدنی میخک مینیاتوری ابتدا با غلظت های مختلف aoa، ba و 1-mcp تیمار گردیدند. سپس گل های بریدنی در دو دمای 2 و 4 درجه سانتی گراد قرار گرفتند. بعد از گذشت ده روز انبارداری خشک گل ها به داخل آب مقطر منتقل شدند. طبق نتایج بدست آمده متوسط عمر گلجایی در دمای 2 و 4 درجه سانتی گراد بعد از ده روز انبارداری خشک به ترتیب 13 و 5/10 روز بود. گل های پیش تیمار شده با 72/0 میکرو لیتر در لیتر (6 ساعت) 1-mcp در هر دو دما بیشترین عمر گلجایی را نشان دادند. شرایط دمایی تاثیر معنی داری بر کاهش تولید اتیلن در گل های بریدنی میخک مینیاتوری داشت. بطوریکه میانگین تولید اتیلن در دو دمای 2 و 4 درجه سانتی گراد به ترتیب 05/2 و 43/4 نانو لیتر بر گرم وزن تر در ساعت بود. حداکثر فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی در دمای 4 درجه سانتی گراد مشاهده گردید. میزان فروکتوز در گل های بریدنی نگهداری شده در دمای 2 بیشتر از 4 درجه سانتی گراد بود. حداکثر میزان این قند با 25/27 میلی گرم در گرم وزن خشک مربوط به دمای 2 درجه سانتی گراد و تیمار 6/0 میلی گرم در لیتر 1-mcp بود. در حالیکه بیشترین میزان گلوکز با 16 میلی گرم در گرم وزن خشک در دمای 2 درجه سانتی گراد و در تیمار 72/0 میکرو لیتر در لیتر 1-mcp مشاهده گردید، این مقدار در شاهد 12/10 میلی گرم در گرم وزن خشک بود. بیشترین میزان ساکارز با 20 میلی گرم در گرم وزن خشک مربوط به تیمار 72/0 میکرو لیتر در لیتر 1-mcp بود.

پرش¬هیدرولیکی در حوضچه آرامش، از دیدگاه ماکروسکوپی، یک جریان ماندگار و متغیر ناگهانی است که با سطح جریان منقطع دوفازی و گرداب¬های قوی همراه است. پرش-هیدرولیکی بعنوان مستهلک¬کننده انرژی در پایین دست سرریزها، دریچه ها و تندآب ها استفاده می شود. اثر فشار¬های نوسانی ناشی از تلاطم در پرش می¬تواند قابل توجه باشد و باید در طراحی سازه مورد توجه قرار گیرد. همچنین این نوسانات می¬توانند با ایجاد حفره، فرسایش و لرزش موجب آسیب قابل توجهی در حوضچه آرامش شود. در این رساله به تعیین اثر زبری بر فشارهای هیدرودینامیکی در پرش هیدرولیکی نوع s در مقاطع واگرای ناگهانی پرداخته شده است. تعیین اثر زبری و نسبت¬های واگرایی در مقطع و شرایط ورودی جریان در پارامترهای بدون بعد انحراف معیار استاندارد نوسانات فشار و فشارهای حدی بررسی شده است. برای این منظور آزمایش¬ها در یک کانال نسبتا بزرگ به عرض 8/0 و طول 12 متر در حوضچه آرامش با نسبت¬های واگرایی 33/0، 5/0، 67/0 و 1 در محدوده اعداد فرود بین 0/2 تا 5/9 برای بستر صاف و زبر انجام شد. داده¬های فشار با استفاده از مبدل¬فشار با فرکانس نمونه-برداری 40 هرتز برداشت شده است. بر طبق نتایج به دست آمده، فشارهای دینامیکی نسبت به زمان به صورت سری زمانی متناوب می¬باشد و تغییرات طیفی چگالی انرژی در فرکانس¬های کمتر از 5 هرتز است. شدت نوسانات فشار در پرش هیدرولیکی وابسته به عدد فرود اولیه پرش و موقعیت نقطه مورد نظر نسبت به پنجه پرش است. حداکثر ضریب نوسانات فشار ( ) برای اعداد فرود بین4 تا 10 تقریباً نزدیک به محل پنجه پرش و برای پرش صاف در محدوده و در پرش زبر در محدوده رخ می¬دهد. عامل زبری در بستر حوضچه آرامش سبب کاهش شدت نوسانات فشار می¬شود. در پرش بر روی بستر زبر با نسبت¬های واگرایی 1، 67/0، 5/0 و 33/0 ضریب به ترتیب برابر با 20، 27، 46 و 58 درصد نسبت به پرش کلاسیک کاهش می¬یابد. در مقاطع واگرای ناگهانی به دلیل تشکیل گرداب¬های جانبی افت انرژی افزایش و شدت نوسانات فشار کاهش می¬یابد.