نام پژوهشگر: محسن سلطانپور

مدل سازی سه بعدی رسوب گذاری و انتقال رسوب در بنادر و نواحی ساحلی تحت جریانات جزر و مدی با استفاده از روش احجام محدود
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1388
  بابک اکبرزاده   محسن سلطانپور

مطالعه ی رسوب، یکی از موضوعات مورد توجه در بنادر و نواحی ساحلی می باشد. بنادری که در اثر انباشت رسوب غیر قابل استفاده گردیده اند و مبالغ بسیاری که سالانه صرف لایروبی کانال های دسترسی می گردد، بیانگر میزان اهمیت آن می باشد. هدف این پایان نامه، توسعه ی مدول انتقال رسوب بر روی مدل هیدرودینامیک موجود wise3d (wind induced stratified environments 3d) به منظور محاسبه ی انتقال رسوبات در اثر جریانات جزر ومدی می باشد. مدل wise3d، یک مدل سه بعدی می باشد که شبکه ی سازمان یافته ی منحنی الخط غیرمتعامد درفضای اختیاری لاگرانژی–اولری را با استفاده از روش fvm به کار گرفته و قادر به محاسبه ی سطح آزاد با فشار غیرهیدرواستاتیک با استفاده از مدل آشفتگی غوطه وری k-? می باشد. در مدل انتقال رسوب توسعه داده شده، رفتار رسوبات ریزدانه ی چسبنده و غیرچسبنده لحاظ گردیده است. بار معلق با استفاده از جملات انتقال معادلات نویر– استوکس، بار بستر توسط رابطه ی انگلاند و فردسو و تحولات بستر با معادله ی اکسنر محاسبه می گردند. معادلات به کار رفته برای محاسبه ی فرسایش، رابطه ی تنش اضافی آریاتوری – پارتنییدز و برای محاسبه ی ته نشینی، رابطه ی کرون می باشد. مدول هیدرودینامیک و رسوب در هر گام زمانی به صورت جفت شده عمل می کنند. به منظور اطمینان از صحت نتایج مدل در شبیه سازی انتقال، دو آزمایش بقای جرم رسوبات و شبیه سازی انتقال در شیب های متفاوت مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل نشان دهنده ی این مطلب است که با افزایش قطر دانه ها، سرعت ته نشینی و با افزایش شیب، سرعت فرسایش ذرات بیشتر شده است. در شرایط با شیب زیاد بر روابط تجربی منطبق می باشد ولی در شرایطی که شیب بستر کم است با نتایج حاصل از روابط تجربی تطابقی ندارد. نتایج به دست آمده از مدل در آزمایش بقای جرم، خطای اندکی را نمایش می دهد.

تعیین مرزهای مناطق ساحلی به منظور مدیریت بهینه در جزایر(مطالعه موردی جزیره هندورابی)
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1389
  حسین صباغیان   محسن سلطانپور

چکیده: جزیره هندورابی بعلت داشتن یک موقعیت استراتژیک از نظر سیاسی، اقتصادی و اجتماعی و دارا بودن استعدادهای طبیعی از لحاظ گردشگری و صنعت توریسم، می تواند نقش مهم و تأثیرگذار در رشد و توسعه کشور داشته باشد. لذا جهت دستیابی به اهداف توسعه پایدار و استفاده بهینه از منابع موجود، اجرای طرح مدیریت یکپارچه مناطق ساحلی(iczm)، در محدوده جزیره هندورابی امری ضروری به نظر می رسد. یکی از مهمترین و حساس ترین بخش های اجرایی طرح مدیریت یکپارچه مناطق ساحلی (iczm) طرح مدیریت نوار ساحلی (smp) می باشد. این بخش بر مدیریت مستقیم که از یک طرف در معرض مستقیم پدیده های دریایی قرار دارد و از طرف دیگر از نظر زیست محیطی اهمیت بسیار دارد، متمرکز شده است. در مطالعات حاضر به منظور ارائه طرح مدیریت نوار ساحلی در سطح استراتژیک، اطلاعات موجود در حوزه های پدیده های دریایی جمع آوری و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و مشخصه های ساحل از نظر جنس، شکل، مورفولوژی، فرسایش و رسوب، هیدرودینامیک، اقلیم امواج و جریانات تعیین و در صورت لزوم طبقه بندی گردیدند. بر اساس خروجی این مطالعات، مرزهای منطقه مدیریت مستقیم در خشکی و آب (خط خطر و مرز منطقه فعال رسوبی) در سواحل اطراف جزیره تعیین گردید. با توجه به مسائل و مشکلات موجود، یکسری استراتژی های مدیریتی ارائه گردیده است که متناسب با اهمیت هر واحد مدیریتی از لحاظ منابع طبیعی، فعالیت مورفولوژیکی و یا کاریری اراضی شامل حفاظت ناحیه ساحلی، توسعه ممنوع و توسعه محدود می باشد.

بررسی عملکرد آرمورهای بتنی در موج شکن های توده سنگی ایران
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی 1389
  احسان زمانی راد   محسن سلطانپور

بنادر متعددی در خطوط طولانی ساحلی شمال و جنوب کشور ایران احداث شده اند. در اغلب این بنادر، موج شکن هایی از نوع توده سنگی سنتی، وظیفه حفاظت از لنگرگاه و تاسیسات بندر را بر عهده دارند. لایه آرمور این موج شکن ها از قطعات بزرگ سنگی و یا بلوک های بتنی تشکیل شده اند. در ایران تعداد زیادی موج شکن توده سنگی با لایه محافظ بتنی وجود ندارد اما در سال های اخیر تمایل به طراحی این نوع سازه ها افزایش یافته است. لذا بررسی رفتار سازه موج شکن های دارای آرمور بتنی می تواند در آینده به طراحی بهتر و مطمئن تر این گونه از سازه ها کمک نماید. در این پایان نامه سعی شده است که عملکرد موج شکن های توده سنگی دارای لایه آرمور بتنی در ایران مورد ارزیابی قرار گیرد. در این راستا مطالعه موردی بر روی پنج موج شکن قدیمی در جنوب کشور انجام شد. بدین منظور بازدیدهای صحرایی از تک تک این موج شکن ها صورت گرفت و مودهای خرابی در آن ها شناسایی شد. این بررسی ها نشان از شرایط متفاوتی در موج شکن های مورد مطالعه به سبب آسیب داشت. در بعضی از آن ها بدلیل مشاهده آسیب هایی جزئی در لایه آرمور، امکان تخریب کم و عملکرد لایه آرمور، مناسب ارزیابی شد. ولی در بعضی دیگر، لایه آرمور سازه حداقل یکی از انواع آسیب ها را داشت و شرایط این لایه برای تخریب مساعد و وضعیت آن ناگوار ارزیابی شد. این خرابی ها ناشی از مصالح مصرفی در قطعات بتنی و یا ناشی از خطاهایی در طراحی و اجرا می باشند. به نظر می رسد توجه به نکات فنی در اجرا و طراحی، می تواند این آسیب ها را حذف کرده و یا به حداقل برساند.

شبیه سازی عددی سونامی در سواحل ایران
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1390
  احسان راست گفتار   محسن سلطانپور

جهت ارزیابی خطر سونامی در سواحل ایران، وقوع سونامی احتمالی ناشی از یک زمین لغزش زیرسطحی در دریای خزر و همچنین سونامی سال 1945 مکران در دریای عمان شبیه سازی شده است. با توجه به احتمال بسیار اندک وقوع سونامی در خلیج فارس، از مدل سازی سونامی در این ناحیه صرف نظر می شود. در تحقیق حاضر جهت شبیه سازی سونامی احتمالی ناشی از زمین لغزش زیرسطحی در دریای خزر مدل عددی ترکیبی geowave به کار برده می شود. در این مدل فاز تولید مدل سازی با استفاده از مدل topics و فازهای انتشار و بالاروی به کمک مدل funwave شبیه سازی می گردند. به منظور شبیه سازی سونامی سال 1945 نیز از مدل عددی most استفاده می شود. خروجی های شبیه سازی سونامی دریای خزر نشان می دهند که امواج سونامی در طول خطوط ساحلی ایران دامن? بسیار کوچکی دارند و نمی توان بالاروی قابل توجهی را انتظار داشت. این مسئله را می توان با فاصله نسبتاٌ زیاد سواحل ایران و محل زمین لغزش و همچنین اثر محدود سونامی های زمین لغزشی، به دلیل استهلاک شعاعی و پراکندگی، مرتبط دانست. نتایج شبیه سازی سونامی سال 1945 نیز نشان می دهد که دامن? امواج رسیده به سواحل جنوب شرقی ایران و خلیج چابهار در حدود 5/0 متر می باشد و بالاروی قابل توجهی در این نواحی رخ نمی دهد. بلندترین امواج سونامی نیز با دامن? حدود 3 متر به سواحل بندر پاسنی در جنوب پاکستان می رسند. این نتایج با نتایج دیگر شبیه سازی عددی سونامی سال 1945 همخوانی می کند، اما به هیچ وجه با اطلاعات میدانی در دسترس از میزان بالاروی امواج در این بندر (همچون 4 الی 5 متر، 7 الی 10 متر و 12 الی 15 متر) و زمان رسیدن آن ها مطابقت ندارد. با بررسی اطلاعات میدانی و مقایس? آن ها با نتایج شبیه سازی ها، این گمان پدید آمد که یک منشاءِ غیرلرزه ای، همانند یک زمین لغزش زیرسطحی که توسط زمین لرزه تحریک شده باشد، عامل اصلی سونامی سال 1945 مکران بوده باشد.

بررسی الگوی جریان در خلیج چابهار
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی 1389
  محمد حسن نژاد   محسن سلطانپور

ناحیه ساحلی، جایی که خشکی، دریا و هوا با یکدیگر در ارتباط هستند، یکی از پیچیده ترین زمینه های کاربرد طراحی و تحلیل مهندسی عمران می باشد. به دلیل طبیعت ناحیه ساحلی، اکثر مراحل طراحی و تجزیه و تحلیل مهندسی دریایی دارای مبنای تجربی کامل یا محدود است. این مبنای تجربی باید از طریق ارزیابی های گسترده میدانی و در برخی حالتها بوسیله کارهای آزمایشگاهی و یا عددی توسعه و بطور پیوسته اصلاح شوند. در این تحقیق، خلیج کنگره ای شکل چابهار واقع در سواحل شمالی دریای عمان با بهره گیری از نرم افزار mike21 (برای مدلسازی دو بعدی) و mike3 (برای مدلسازی 3 بعدی) مورد شبیه سازی قرار گرفته است. برای واسنجی و صحت سنجی نتایج مدل از داده های اندازه گیری میدانی مربوط به مرداد 1385 تا شهریور 1386 استفاده شده است. داده های اندازه گیری میدانی عبارتند از باد، بالاروی جزرومدی (در 3 ایستگاه) و اندازه گیری جریان در 7 ایستگاه مختلف. برای بررسی حساسیت مدل به پارامترهای مختلف از جمله شرایط مرزی، لزجت گردابه ای، زبری بستر، شبکه بندی، تعداد لایه های عمودی (در مدل 3 بعدی) و گام زمانی، آنالیز حساسیت مدل انجام شده است. پارامترهای حساس برای رسیدن به حداکثر مطابقت نتایج مدل و اندازه گیری میدانی مورد واسنجی قرار گرفته اند. اندازه شبکه تا حد ممکن بزرگ انتخاب شده تا جایی که افزایش تفکیک پذیری (و کاهش اندازه شبکه) تاثیری بر خروجیها نداشته باشد. بالاروی جزرومدی پیش بینی شده مطابقت خوبی را با داده های اندازه گیری شده نشان می دهد. همچنین مشاهده می شود که جریانهای جزرومدی پیش بینی شده به شکل مناسبی با داده های اندازه گیری شده در ایستگاهها مطابقت دارند. از سوی دیگر، مشاهده مکانیزم چرخش جریان در خلیج نشان دهنده الگوی پیچیده جریان ورودی و خروجی به خلیج در طول دوره جزرومدی است.

بررسی میدانی سونامی های تاریخی سواحل دریای عمان با استفاده از نهشته های رسوبی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1389
  مهناز حسینی   محسن سلطانپور

مطالعات تاریخی حاکی از آن است که سونامی هایی که توسط گسل مکران و یا در اقیانوس هند ایجاد می شوند سواحل جنوبی ایران را تحت تاثیر قرار خواهند. شواهد بر این امر دلالت دارد که سونامی سال 1945 مکران سواحل ایران در دریای عمان را تحت تاثیر قرار داده است. با توجه به نوع گسل شیب-لغز (dip-slip) مکران، احتمال وقوع سونامی در صورت وقوع هر زلزله ای در طول این گسل بسیار بالا می باشد. با توجه به اهمیت بالای خلیج چابهار به لحاظ تراکم مناطق مسکونی و همچنین از لحاظ موقعیت اقتصادی و ژئوپلتیکی آن در منطقه، مطالعات در این منطقه صورت گرفته است. در این راستا مجموعه ای از مطالعات میدانی در امتداد خط ساحلی خلیج چابهار با هدف یافتن نهشته های رسوبی مربوط به سونامی های تاریخی و بالاخص سونامی سال 1945 ناشی از گسل مکران انجام شد. با حفر گمانه هایی نهشته های رسوبی در 11 نقطه مورد بازدید و ارزیابی قرار گرفتند. عمق متوسط ترانشه ها در حدود 5/0 متر و طول آنها در حدود 1 متر بوده است. در طی این عملیات مسیرهای پیموده شده و موقعیت گمانه های حفر شده توسط یک دستگاه gps ثبت گردیده و در مناطقی که رسوبات مورد نظر یافت شد نمونه گیری قائم از چینه بندی بستر نیز صورت پذیرفت. انتخاب محل های حفر ترانشه و تهیه نمونه بر اساس نتایج مطالعات تغییر خط ساحل در خلیج چابهار انجام گرفته است. بر این اساس محل حفر ترانشه ها در نقاطی انتخاب شده است که طی بازه های زمانی تغییرات چندانی نداشته است؛ یا به بیان دیگر فاقد استعداد فرسایش و رسوب گذاری بوده است. مطالعات میدانی در منطقه چابهار، کنارک و آب شیرین کن صورت گرفته است؛ که به ترتیب در شرق، غرب و میانه بالای خلیج واقع شده اند.

سیال شدن بسترهای گلی در اثر امواج آب
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1390
  هیوا ویسی   محسن سلطانپور

مشاهدات میدانی و آزمایشگاهی نشان می دهند که امواج آب می توانند با ضعیف کردن بستری گلی با مقاومت قابل توجه، لایه ای با غلظت بالا و رفتاری شبه سیال، یعنی گل سیال، در بالای سطح بستر تشکیل دهند. این تغییر از رفتار غالب شبه جامد به رفتاری شبه سیال را سیال شدن می نامند. شروع سیال شدن و تخمین ضخامت گل سیال شده معمولاً با سطح تنش موثر صفر تعریف می شود. هرچند که این ضخامت را می توان بر حسب مقادیر بحرانی کرنش برشی یا تنش برشی نیز تعریف کرد. با توجه به اینکه اطلاعات کیفی موجود در این زمینه نادر است، در این تحقیق آزمایشاتی جهت مطالعه رفتار بستر کائولینیت به عنوان تابعی از مشخصات موج در فلوم موج انجام شده است.

تحلیل میزان رسوبات تولید شده در اثر فرسایش صخره های ساحلی بر رسوب گذاری بندر پزم
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران 1390
  سید امیر یزدان پرست اباتری   محسن سلطانپور

رسوب گذاری در بنادر ایران بطور کلی ، و در بنادر صیادی بطور خاص یکی از مهمترین مسائل مبتلا به در اکثریت غریب به اتفاق آنها به صورت های گوناگون می باشد در پایان نامه حاضر به رسوب گذاری در بندر پزم که از وضعیت حادتری نسبت به سایر بنادر صیادی برخوردار می باشد پرداخته شده است . به این ترتیب که ابتدا به بررسی منابع و فرآیند های رسوبی علی الخصوص منابع، چاه ها و فرآیند های تاثیر گذار در محیط بندر و خلیج پزم پرداخته شده و سپس با استفاده از نتایج بدست آمده از مطالعات قبلی انجام شده با رویکردی ویژه به بررسی میزان تاثیر رسوبات تولید شده بطور خاص از صخره های ساحلی شرق خلیج پزم پرداخته شده است. میزان بالقوه تولید رسوب صخره های ساحلی با استفاده از برداشت های میدانی، تخمین ارتفاع صخره ها، آزمایشات انجام شده و استفاده از عکس های ماهواره ای به میزان 30000 متر مکعب در سال محاسبه شده، که با میزان بدست آمده از هیدروگرافی تطابق خوبی دارد. همچنین با بهره گیری از مشاهدات زمین شناسی و ژئومورفولوژیک تلاش شده است تا اثر فرسایش صخره ها و ته نشینی رسوبات تولیدی در بندر صیادی پزم مورد بررسی قرار گیرد. نتایج و جمع بندی مطالعات گذشته و این بررسی علاوه بر بیان لزوم انجام بررسی های ژئومورفولوژیک و توجه به عوارض خاص در هر منطقه، نشان می دهدکه فرسایش صخره های ساحلی به طور قطع منبع اصلی تولید رسوب در این منطقه می باشند.

بررسی و نحلیل ریخت شناسی دلتای رود مند
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1391
  مجید گتمیری   محسن سلطانپور

در این مطالعه جهت بررسی ریخت شناسی منطقه، نمونه گیری محلی وسیعی انجام گرفت. 13 نمونه از کناره ساحلی جنوب دهانه، و 5 نمونه از کناره رودخانه برداشت شد. سپس نمونه های دریایی و رودخانه ای پس از انجام آزمایشات دانه بندی، روی الک شماره 200 شسته شده و بخش درشت دانه آن زیر میکروسکوپ مورد مطالعه قرار گرفت. ذرات رسوبی در هر نمونه دریایی شماره گذاری شده و سه پارامتر برای هر ذره رسوبی دریایی تعریف شد: منشا رسوبی کربناتی یا غیرکربناتی، که با مقایسه با نمونه های رودخانه ای مشخص می شود. سایز ذره رسوبی بر حسب میلیمتر و در نهایت گردواری که با اختصاص یک عدد صحیح بین 1 تا 4 (با افزایش پارامتر گردواری ذره رسوبی گردگوشه تر می گردد) تعیین می گردد. پس از مطالعات رسوب شناسی بر روی این 13 نمونه دریایی شامل 1209 ذره رسوبی، الگوی تغییر این پارامتر ها در طول خط ساحلی پایین دست دهانه مند مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی انتقال رسوب در جهت بالادست دهانه نیز مقایسه ای بین یک نمونه رودخانه ای و یک نمونه دریایی که از دهانه رودخانه برداشت شده بود با نمونه ای از بالادست دهانه انجام گرفت. با تحلیل نتایج مشخص گردید که با حرکت از سمت دهانه به طرف پایین دست، گردواری رسوبات افزایش می یابد. منشأ غیرکربناتی رسوبات نیز با دور شدن از دهانه کاهش می یابد. همچنین با دور شدن از دهانه، درصد ذرات ریزدانه تر نیز افزایش می یابد. با توجه به مشابهت نسبی رسوبات دهانه با نمونه بالادست، مشخص گردید تا حدودی انتقال رسوب در جهت بالادست دهانه نیز اتفاق می افتد. بر اساس نتایج دانه بندی نمونه ها، داده های موج محلی و آورد رسوبی رود، الگوی کلی رسوب گذاری روبه رشد در منطقه پایین دست دهانه، قابل مشاهده است که می تواند با مقایسه عکس های هوایی تأیید شود. نتایج مطالعات رسوب شناسی و حاکمیت رسوبات غیرکربناته در نمونه های رسوبی نشان می دهد که آورد رسوبی رودخانه مند، مهم ترین منبع رسوبی اثرگذار بر ریخت شناسی منطقه است.

مدل‎سازی دوبعدی اندرکنش موج – رسوبات چسبنده
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران 1391
  سیدعباس حق شناس   محسن سلطانپور

اثرات ناشی از یک بستر نه چندان ضخیم متشکل از رسوبات ریزدانه سیال شده بر روی انتقال دو بعدی امواج در محدوده نزدیک ساحل، به کمک بسط یک مدل ترکیبی عددی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته و صحت سنجی آن از طریق انجام مجموعه ای از آزمایش‎های حوضچه امواج و مطالعات میدانی انجام شده است. جهت توسعه مدل عددی دوبعدی انتقال امواج برای سواحل گلی یک زیرمدل استهلاک انرژی به مدل موج ref/dif1 معرفی شده است. مجموعه‎ای از آزمایش‎های حوضچه امواج نیز بر روی هر دو بستر ریزدانه و صلب انجام پذیرفته که در آن مخلوطی از کائولینیت تجاری و آب به عنوان بستر گلی مورد استفاده قرار گرفته است. مشخصات رئولوژیکی گل سیال به کمک آزمایش‎های رئومتری نوسانی استخراج شده است. نتایج حاصل از این آزمایش‎ها می تواند برای حصول درک بهتری از ماهیت پیچیده پدیده انتقال امواج در شرایط واقعی مورد بهره‎برداری قرار گیرد؛ جایی که اثرات ترکیبی ژرفا کاستگی، انکسار، تفرق و نیز استهلاک انرژی امواج ناشی از اندرکنش با بستر ریزدانه بر میدان موج در حال انتشار تأثیرگذار است. اثرات ناشی از بستر گلی غیر صلب بر روی اقلیم موج در سواحل ریزدانه هندیجان، در بخش شمال غرب خلیج فارس نیز به کمک اندازه گیری های میدانی و شبیه سازی عددی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. مدل بسط یافته پیشنهادی که اثرات ناشی از اندرکنش امواج با بستر گلی در آن لحاظ شده است برای شبیه سازی و تحلیل نتایج آزمایشگاهی و داده های میدانی مورد استفاده قرار گرفته است. مقایسه مقادیر ارتفاع امواج شبیه سازی شده و ثبت شده بر روی بستر گلی در هر دو حالت آزمایشگاهی و میدانی همخوانی مناسبی به نمایش گذارده اند که نشان از کفایت نسبی مدل برای پیش بینی شرایط واقعی دارد.

تحلیل طیف موج بر روی بستر چسبنده
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران 1391
  فرزین صمصامی   محسن سلطانپور

سواحل با رسوبات ریزدانه چسبنده در برخی مناطق جهان از جمله سواحلی از ایران دیده می شوند. نمونه های فراوانی از سواحل گلی معمولاً در نزدیکی رودخانه های بزرگ قرار دارند، خلیج کوماموتو در ژاپن، خلیج لویزیانا در آمریکا و هندیجان در خلیج فارس نمونه هایی از این نوع سواحل می باشند. سطح بستر این گونه سواحل با یک لایه گل سیال پوشیده شده است. انتشار امواج بر روی بسترهای گلی از جنبه های مختلف مخصوصاً کاهش ارتفاع موج و انتقال رسوبات مورد علاقه می باشند. برای دستیابی به درکی واقعی تر از ماهیت فرآیند اندرکنش موج و ریزدانه های چسبنده و نزدیک شدن به شرایط واقعی حاکم بر سواحل رسوبی چسبنده، در نظر گرفتن بی نظمی در ماهیت امواج گامی اساسی در این راه است. در این مطالعه، ابتدا بررسی جامعی از رفتار رئولوژیکی رسوب طبیعی سواحل هندیجان و چند نمونه کائولینیت تجاری انجام گرفته و همچنین جهت تعیین مدل رفتاری بهینه رسوب یکسری آزمایشات فلوم موج انجام شده است. با استفاده از رئومتر، آزمایشات رئولوژی به دو روش چرخشی و نوسانی انجام شده است. تنش های تسلیم و ویسکوزیته های نمونه ها در هر دو حالت چرخشی و نوسانی مقایسه شده است. در بررسی اندرکنش امواج نامنظم و بستر چسبنده، آزمایشات فلوم موج با بستر کائولینیت جهت مطالعه افت طیفی ارتفاع موج و تغییر شکل آن در حین حرکت بر روی بستر چسبنده و تاثیر شکل طیفی انجام گرفته و با مدل عددی مقایسه شده است. نتایج بیانگر این است که با عبور طیف موج از بستر چسبنده تغییر محسوسی در فرکانس پیک طیف ایجاد نمی شود و با مقایسه طیف های اندازه گیری شده و مقایسه پارامتر پهنای شکل طیفی، این نتیجه گیری حاصل می شود که با افزایش مقدار پارامتر تیزی شکل طیف میزان افت ارتفاع و یا اتلاف انرژی موج نیز افزایش می یابد. همچنین اثر نامنظم بودن امواج در اندرکنش موج- جریان- رسوب چسبنده با آزمایشات فلوم موج در دانشگاه واسدا ژاپن و مدلسازی عددی بررسی شده است.

مقایسه اثر نیروهای ناشی از زلزله و سونامی بر روی ساختمان ها
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1390
  ملیحه قلی زاده سروندی   محسن سلطانپور

سونامی به امواج عظیمی گفته می شود که در اثر تغییر مکان حجم زیادی از آب بوجود می آیند. با حرکت امواج از محل تولید به سمت ساحل، رفته رفته ارتفاع امواج افزایش یافته و پریود کاهش می یابد. سرعت نیز با حرکت موج سونامی به سمت ساحل کاهش می یابد و در عمق مشخصی از آب موج سونامی می-شکند. با توجه به توسعه وگسترش ساخت و ساز ساحلی، در این پایان نامه به مقایسه اثر نیروی ناشی از زلزله و نیروی ناشی از سونامی و بررسی توانایی سازه طراحی شده در برابر زلزله برای مقابله با نیروهای ناشی از سونامی، پرداخته می شود. برای نیل به این هدف، مدلسازی سازه های ساختمانی مختلف در منطقه ساحلی جنوب شرقی کشور پرداخته می شود و همچنین به منظور مدلسازی از نرم افزار sap2000 استفاده می شود. نتایج حاصل از مدلسازی، نشان می دهد که سازه ساختمانی یک طبقه طراحی شده بر اساس استاندارد زلزله ایران، با توجه به وجود دیوار پیرامونی، توانایی مقابله با نیروی ناشی از سونامی را نخواهد داشت. همچنین مقایسه نیروی برشی و لنگر خمشی ناشی از زلزله و سونامی نیز نشان می دهد که سازه تحت بار سونامی به محدوده تغییر شکل های غیر ارتجاعی وارد شده و احتمالا شکست سازه را در پی خواهد داشت. در مرحله بعد یک ساختمان دو طبقه در دوحالت با وجود دیوار مقاوم و بدون آن در برابر جریان با یکدیگر مقایسه می شوند. نتایج نشان دادند که ساختمان دو طبقه همراه با دیوار مقاوم در برابر جریان، همانند سازه یک طبقه از حالت خطی خارج شده و پس از تحلیل غیر خطی سازه، نتایجی مشابه نتایج حاصل از سازه یک طبقه بدست آمد. در حالیکه سازه دو طبقه بدون دیوار مقاوم در برابر جریان، توانایی ایستادگی در برابر سونامی را دارا می باشد. در هر دو حالت، نیروهای برشی و لنگر خمشی ناشی از زلزله بسیار کمتر از سونامی بوده است. پس از مشاهده نتایج، تیپ ساختمان مقاوم در برابر سونامی بطور نمونه معرفی شده و برای سازه ی مورد نظر پس از طراحی دقیق اعضا بر اساس آئین نامه ی مرتبط، کنترل پایداری انجام شد.

بررسی اثر نوسانات سطح آب دریای خزر بر روی انتقال رسوبات کرانه ای
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1390
  امید اسمعیلی   محسن سلطانپور

پیش بینی صحیح نرخ انتقال رسوب کرانه ای از عوامل مهم و تاثیر گذار در طراحی بنادر و سازه های ساحلی می باشد. اگرچه در حال حاضر تلاش های بسیاری به منظور تعیین کمی میزان انتقال رسوبات با تحقیق بر روی عوامل تاثیر گذار در حرکت رسوبات در جریان است، استفاده از روابط تقریبی و نسبتا ساده تجربی همچنان بسیار متداول می باشد. روابط cerc و kamphuis از جمله روابط مشهور محاسبه پتانسیل نرخ انتقال رسوب موازی ساحل هستند که دقت و پیش بینی این روابط در نقاط مختلف دنیا یکسان نبوده به خصوص برای سواحل دریای خزر که نوسان آب پدیده قابل توجهی می باشد. در این تحقیق میزان دبی انتقال رسوب در دو بندر کیاشهر و نوشهر مورد مطالعه قرار گرفته است. روش بررسی استفاده از دو دوره مختلف هیدروگرافی و عکس های هوایی وسپس مدلسازی عددی انتقال رسوب می باشد.

مدلسازی عددی پخش لکه نفتی در نواحی کم عمق نزدیک ساحل
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران 1390
  زهره حاجی سلیمی   محسن سلطانپور

افزایش بهاء در کنار افزایش تقاضای جهانی نفت، نگرانی تشکل های زیست محیطی را درباره آبهایی که معبر تردد نفتکش ها بوده و میزان آلودگی و از جمله آلودگی نفتی آنها به مرز بحران رسیده، دوچندان کرده است. نکته قابل توجه اینکه 4/3 درصد شهرهای بزرگ در کنار دریا ها قرار دارند و 40 درصد جمعیت جهان در فاصله 60 کیلومتری ساحل زندگی می کنند. از آنجا که در بعضی موارد نشت نفت در نواحی نزدیک ساحل رخ داده و آلودگی های ناشی از آن به ساحل نزدیک می شوند؛ جهت تعیین و تحلیل مسیر حرکت لکه نفتی، علاوه بر جریان های عمومی، بررسی جریان های موازی ساحل نیز اهمیت می یابد. در این پایان نامه جریان های موازی ساحل نیز با استفاده از مدلسازی عددی تعیین و با جریان های عمومی ترکیب شده و در پیش بینی مسیر حرکت لکه نفتی در نواحی کم عمق نزدیک ساحل بکار رفته است که در نهایت تاثیر این عوامل در مسیریابی لکه نفتی مورد بررسی قرار گرفته است..

بررسی احتمال وقوع سونامی در خلیج فارس
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1391
  علی گلباز   محسن سلطانپور

خلیج فارس یکی از پهنه های آبی مهم جهان به شمار می آید که علاوه بر داشتن سازه های مهم ساحلی و فراساحلی، جمعیت زیادی نیز در سواحل و جزایر آن زندگی می کنند. شناخت هرچه بیشتر رفتار امواج سونامی و پیش بینی تمهیدات لازم جهت کنترل آن می تواند خسارات ناشی از آن را به حداقل برساند. چین خوردگی ها و گسل های سواحل جنوبی ایران و تعدد زمین لرزه در این منطقه موجب شده تا خلیج فارس جز مناطق با لرزه خیزی بالا دسته بندی گردد. با این حال حادثه بندر سیراف در بهار سال 1008 تنها حادثه مشکوک سونامی در تاریخچه خلیج فارس می باشد. در این تحقیق برخلاف مطالعات گذشته، منبع وقوع سونامی در داخل محدوده خلیج فارس در نظر گرفته شده و با بررسی چینه شناسی و گسل های اصلی سواحل جنوبی ایران، دو گسل اصلی کازرون-قطر در بخش مرکزی و گسل خلیج فارس در شمال غربی این خلیج تحت عنوان دو سناریوی مختلف شبیه سازی موج سونامی با استفاده از کد عددی geowave به کار گرفته شده است. در این مطالعه با بررسی زمین لرزه های گذشته و نوع گسل های منطقه بیشینه شدت زمین لرزه احتمالی برای هر یک از گسل ها مشخص گردیده و همچنین برای در نظر گرفتن اصطکاک بستر در آب های کم عمق خلیج فارس از معادلات بوسینسک کاملاً غیرخطی استفاده شده است. نتایج مدل نشان می دهد همان گونه که انتظار می رفت به علت عمق کم آب در خلیج فارس، سرعت حرکت موج سونامی بسیار کم بوده و پدیده خزش منجر به تغییر در دامنه امواج می شود. همچنین با بررسی نتایج مشخص می گردد فعالیت گسل خلیج فارس (سناریوی شماره 2) منجر به سونامی نخواهد شد همچنین در بحرانی ترین حالت، امواجی با دامنه در حدود 2/1 متر در اثر فعالیت گسل کازرون-قطر (سناریوی شماره 1) تشکیل خواهد شد که پس از حدود 30 دقیقه با ارتفاع 8/0 متر به بندر سیراف خواهند رسید.

تحلیل و بررسی جزر و مد در سواحل جنوبی خلیج فارس
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران 1382
  آرمان ناصری   محسن سلطانپور

پروژه حاضر شناخت پدیده جزر و مد و تاثیر عوامل نجومی و نحوه پیدایش جزر و مد. روش های پیش بینی جزر و مد و شناخت آن ها و بلاخص روش های هارمونیکی که مشتمل بر روش آنالیز سری فوریه و حد اقل مربعات می باشد است. و در نهایت با دانش کلیه مطالب بالا، به تهیه مدل ریاضی و نرم افزار کامپیوتری جهت آنالیز و پیش بینی جزر و مد در سواحل جنوبی خلیج فارس و تعیین مقادیر ماکزیمم (مد) و مینیمم (جزر) و به زبان برنامه نویسی فورترن صورت گرفته است. و همچنین یکسری مقایسه بین مقادیر نجومی جزر و مد منجمله ضریب node factor)f)، آرگومان تعادل (equilibrium argument) و پارامترهای نجومی (s,p,h,p1,n) در طی سال های گذشته و 20 سال آتی بصورت نمودارهایی صورت گرفته است تا مفهوم این پارامترها و نحوه تغییرات آن ها در طی سال ها، بهتر قابل فهم باشد. در حال حاضر بهترین و کاربردی ترین روش پیش بینی جزر و مد، روش آنالیز هارمونیکی آمار جزر و مدهای واقعی می باشد که نیروی تولید کننده جزر ومد را تجزیه به یکسری جملات سینوسی و کسینوسی می کنیم و هر جمله بیانگر نیروی تاثیر یک عامل نجومی بر جزر و مد می باشد. و در نهایت برای مدل کردن این جملات آن ها را بصورت سری های فوریه سینوسی و کسینوسی در نظر می گیریم که پریودیک هستند. در روش آنالیز هارمونیک، فرض می شود که منحنی تقریبا متناوب نوسانات سطح آب در هر نقطه را بصورت مجموعی از یکسری منحنی های موجی شکل سینوسی و کسینوسی هارمونیک بتوان تجزیه کرد، به نحویکه از ترکیب مقادیر دامنه و فاز اولیه این مولفه ها که ثابت های هارمونیکی مولفه ها نامیده می شوند با عوامل نجومی و جمع کردن آن ها، به منحنی نوسانات و سطح آب در هر زمان دلخواه رسید. جهت محاسبه ثابت های هارمونیکی که همان دامنه و فاز اولیه مولفه ها هستند، دو روش اصلی سری فوریه و حد اقل مربعات کاربرد بیشتری دارد. پروژه انجام شده صرفا جنبه هیدرولیکی نداشته بلکه بیشتر بحث مسایل نجومی و ریاضیات و آماری و در نهایت برنامه نویسی قوی کامپیوتری می باشد.، ولی کاربرد آن تقریباً در اکثر پروژه های دریایی منجمله کشتیرانی، ساخت هر گونه سازه ساحلی و فراساحلی، استخراج نفت و گاز، ماهیگیری و پرورش میگو و تولید برق از دریا، کاملا محسوس می باشد.

استخراج مدل طیف موج مناسب در سواحل شمالی خلیج فارس
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران 1391
  بهرنگ نیرومند   محسن سلطانپور

شناسایی رفتار طوفان های خلیج فارس و طیف انرژی حاصل از امواج آن ها، و دستیابی به مدل موج مناسب که بتواند این رفتار را به خوبی توضیح دهد از نیازهای مهمی است که تا کنون به دلایل گوناگون ازجمله کمبود داده های ثبت شده امواج توجه زیادی به آن نشده است. با انجام طرح ملی پایش و مطالعات شبیه سازی سواحل کشور توسط سازمان بنادر و کشتیرانی، دستگاه های موج نگار زیادی در نقاط مختلف خلیج فارس عملیات ثبت داده های امواج را در بازه زمانی یکسانه و در اعماق متفاوت انجام داده اند. برای تحلیل امواج به منظور دستیابی به یک مدل طیف موج مناسب باید از داده های ثبت شده در آب عمیق استفاده گردد. در پایان نامه حاضر به این موضوع پرداخته شده و پس از تحلیل و تشریح رفتارهای طوفان‎ها در فصل ها و جهات گوناگون در ایستگاه های منتخب، با در نظر گرفتن یک ساختار معادله پنج پارامتری برای طیف امواج و با برازش این معادله به طیف های گوناگون و تخمین پارامترهای آن، یک مدل طیف موج برای خلیج فارس ارائه شده است. طیف حاصل از این مدل که یک مدل طیفی هفت پارامتری است، با طیف واقعی طوفان های منتخب و نیز مدل طیف jonswap اصلاح شده توسط مظاهری-قادری مقایسه شده است. این مقایسه نشان می دهد مدل به دست آمده، تطابق بسیار خوبی با طیف های حاصل از طوفان های واقعی دارد و بهتر و مطمئن تر از مدل jonswap می تواند معرف طیف انرژی امواج در سواحل شمالی خلیج فارس باشد.

مدلسازی ژئومورفولوژیکی و تحلیل گسترش زبانه های رسوبی در دلتای موند
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1392
  مسعود آبایی   محسن سلطانپور

از آنجایی که در کشور مطالعات بسیار کمی در زمینه ی مدلسازی مورفولوژیکی زبانه های رسوبی و همچنین تحلیل و بررسی کمّی گسترش این زبانه ها صورت گرفته است، پایان نامه ی حاضر به این موضوع اختصاص یافته است. در این پایان نامه، تغییرات مورفولوژیکی زبانه های رسوبی در اطراف دلتای رودخانه ی موند، در خلیج فارس، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. برای مدلسازی گسترش این زبانه ها از یک مدل تحلیلی استفاده شده است، که این مدل افزایش مساحت زبانه های رسوبی را در یک بازه ی زمانی مشخص، بر اساس نرخ انتقال رسوب موازی ساحل برآورد می کند. به همین دلیل، در این پایان نامه نرخ انتقال رسوب موازی ساحل از طریق سه روش kamphuis، cerc و litdrift تعیین شده و در محاسبات مربوط به این مدل به کار برده شده است. در نهایت، نتایج به دست آمده از مدل تحلیلی لارسن با نتایج به دست آمده از عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای موجود (مربوط به سال های 1967، 1993 و 2008) مقایسه شده است. با این مقایسه، مشخص می شود که روند کلی تغییر مساحت زبانه های رسوبی موند به دست آمده از مدل تحلیلی لارسن با روند واقعی تغییر مساحت این زبانه ها که از بررسی عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای حاصل شده است، مطابقت قابل قبولی دارد. بنابراین به عنوان یک نتیجه ی کلی می توان بیان کرد که زبانه های رسوبی موند از سال 1967 تا سال 2008، دائماً در حال رشد و گسترش بوده اند، که این امر هم از طریق بررسی عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای و هم از طریق بررسی نتایج مدلسازی تحلیلی قابل مشاهده است.

مدلسازی احتمالی تولید و انتشار امواج سونامی های ناشی از زلزله
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران 1392
  مصطفی گندمی   محمدرضا ذولفقاری

تخمین احتمال رویداد بلایای طبیعی یک قدم حیاتی برای ایجاد استانداردها و بطور عام الویت بندی تلاش ها برای کاهش ریسک مخاطرات است. خطر سونامی در ناحیه دریای عمان بطور سنتی توسط معتبرترین سناریو محتمل (مدل قطعی) برای مناطق ساحلی شمالی و جنوبی این ناحیه انجام گرفته و اندک تلاش های احتمالاتی بصورت محدود با فرض مدل بزرگی زمین لرزه بعنوان تنها منبع احتمالاتی شکل گرفته است. در این پایان نامه اولین تلاش جامع برای ارزیابی احتمالاتی خطر سونامی ناشی از زمین لرزه در ناحیه مکران شرقی بعنوان تنها منبع قطعی تولید سونامی انجام گرفته است و نتایج توسط منحنی خطر سالانه برای بنادر مهم ایران و پاکستان واقع در دریای عمان شامل چابهار، پسا بندر، پاسنی و بریس رسم گردیده است. از یکی از الگوریتم احتمالاتی درخت منطقی برای در نظر گرفتن عدم قطعیت های دانشی و نیز عدم قطعیت های تصادفی استفاده شده است. برای اولین بار توان لرزه زایی ناحیه سونامی زا بعنوان عدم قطعیت در درخت منطقی گنجاده شده است و با استفاده از مدل برزگی حداکثر دوره بازگشت بزرگی های مختلف برای گسل های مشخصه ناحیه مکران تعیین گردیده است. سایر عدم قطعیت های بکار رفته در درخت منطقی موقعیت مکانی، هندسه گسل، عمق گسل و عدم قطعیت های مربوط به زوایای گسل است. وزن های شاخه های گسسته درخت منطقی که بیان کننده فرضیه های جایگزین و تفسیر های متفاوت است با توجه به فقدان داده های قطعی تاریخی توسط نظر متخصصان، مطالعات ژئوتکتونیکی ناحیه مکران و استفاده از اندک مطالعات موجود با نگاه به سایر نواحی فرورانش تعیین شده اند.

مدلسازی احتمالی ریسک ناشی از پیامدهای سونامی در مناطق ساحلی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1392
  سامان لعلی   محسن سلطانپور

تخمین میزان عواقب ناگوار ناشی از سونامی و گسترش و بالاروی آن در سواحل ارتباط تنگاتنگی با سیاست های کاهش عواقب سونامی و ایجاد بهینه طرح های تخلیه در امتداد ساحل دارد. همچنین تخمین آسیب¬پذیری جانی و مالی، و آنالیز کمی سود/هزینه، به منظور تصمیم صحیح و به¬هنگام در مواجهه با هر پدیده زیان¬بار طبیعی از جمله سونامی، نیازمند بررسی جامع ریسک با کمی سازی خطر می باشد. پارامترهای زیادی در میزان بالاروی سونامی اثرگذارند. زبری یکی از مهمترین و موثرترین پارامترها در حین پیشروی و رسیدن سونامی به آبهای کم عمق ساحلی به دلیل اندرکنش موج با بستر، در مرحله بالاروی و آبگرفتگی می باشد. در این مطالعه جهت بررسی ریسک ناشی از سونامی ، ابتدا با استفاده از خطر کمی شده برگرفته از نمودارهای احتمالاتی خطر سونامی و الگوریتم درخت منطقی، سناریوهای مختلف پخش و بالاروی سونامی در ناحیه ساحلی بررسی و مدلسازی می شود. سپس میزان آبگرفتگی و ارتفاع موج با فرض زبری ثابت در تمام منطقه به¬دست می¬آید. در ادامه زبری بستر با روش ارائه شده توسط ایمامورا، تصحیح و مدلسازی بالاروی سونامی مجدداً انجام می شود. درنهایت نقشه های خسارت و منحنی های تجمعی آسیب پذیری به صورت احتمالاتی از طریق روش ptva اصلاح شده به دست می آیند. به عنوان مطالعه موردی، بندر استراتژیک چابهار به عنوان مهمترین پایانه بین المللی ایران، واقع در آب های آزاد با داشتن بافت مسکونی آسیب پذیر در برابر امواج سونامی ناشی از زمین لرزه های ناحیه فرورانش مکران، مورد تحلیل و بررسی ریسک ناشی از سونامی قرار گرفته است.

تدقیق مدلسازی هیدرودینامیک جریان خلیج فارس با استفاده از واسنجی خودکار
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1392
  زهرا رنجی   محسن سلطانپور

تعریف مدلسازی از جهاتی مشابه با تعریف هنر از دیدگاه پابلو پیکاسو است. یک اثر هنری انعکاس دهنده ی «بخشی از حقیقت» است و نه تمام آن. یک مدل عددی هیچ وقت نمی تواند حقیقت محض باشد، اما می بایست به اندازه ی کافی دربرگیرنده ی حقیقت مفاهیم طبیعی باشد. پس انتظاری که از یک مدل عددی می رود، پیش بینی تمام عیار حرکت آب نیست، بلکه بهترین و نزدیکترین نتیجه به واقعیت است. در مدل شبیه ساز عوامل زیادی سبب ورود عدم قطعیت به مدل می شوند. بهینه نبودن مقادیر پارامترها، قطعی نبودن شرایط مرزی، فرضیات ساده کننده برای حل معادلات حاکم بر مدل، نحوه ی گسسته ساختن شبکه ی مدلسازی و ... عواملی هستند که نتایج مدل را از شرایط واقعی دور می سازد. رویکرد این رساله در کاهش این عدم قطعیت ها و نزدیک تر ساختن هرچه بیشتر نتایج مدل به داده های مشاهداتی است که سبب می شود توانایی مدل در نمایش فرایندهای طبیعی افزایش یابد. روش های مختلف بهینه سازی برای بهینه کردن عملکرد مدل و کاهش عدم قطعیت ها به کار گرفته می شوند. یکی از این روش ها واسنجی خودکار است. واسنجی خودکار از اوایل سال 1970 بر روی مدل های بارش-رواناب برای شبیه سازی حوضه ی رودخانه اعمال گردیده است. به دلیل زمان بر بودن فرایند واسنجی خودکار، غالبا کاربری این روش محدود به مدل هایی شده است که واسنجی دستی آن ها امکان پذیر نباشد؛ مدل هایی نظیر مدل های هیدرولوژیکی رودخانه ها و آب های زیرزمینی که پارامترهای زیادی در کارکرد صحیح مدل تاثیرگذار هستند. در مدل های هیدرودینامیکی که برای شبیه سازی محیط های دریایی به کار می روند، تاکنون واسنجی مدل از طریق سعی و خطا و به صورت دستی با مقایسه ی چشمی نتایج مدل و داده های مشاهداتی انجام گرفته است. یکی از دلایل استفاده از روش های دستی، محدود بودن پارامترهای موثر بر مدل نسبت به مدل های هیدرولوژیکی ارزیابی می شود. موثرترین پارامترها در مدل های هیدرودینامیکی که برای شبیه سازی جریان در محیط های دریایی به کار می روند، عبارتند از زبری بستر دریا و نیز لزجت آشفتگی . هم چنین در این بین عدم قطعیت هایی نظیر شرایط مرزی در مرز باز و عمق آب حضور دارند که نمی توان از تاثیر آن ها چشم پوشی کرد. عدم قطعیت مرز باز به دلیل قطعی نبودن داده هایی است که به عنوان ورودی در این مرز اعمال می گردند و عدم قطعیت هیدروگرافی بستر دریا ناشی از خطاهای اندازه گیری عمق آب می باشد. علاوه بر موارد گفته شده، مواردی نظیر ابعاد مش و بازه های زمانی که کنترل کننده ی پایداری مدل نیز هستند، بر دقت مدل تاثیر دارند که می بایست مدل نهایی به گونه ای تنطیم شود که نتیجه ی آن وابسته به این دو عامل نباشد. در پژوهش پیش رو از میان عوامل فوق تنها به نامشخص بودن میزان ضریب زبری پرداخته و با توجه به تنوع تغییرات عمق و نیز توزیع رسوبات در خلیج فارس، زبری متغیری در این محدوده لحاظ می گردد. سپس آنالیز حساسیتی برای تعیین حساس ترین پارامترها انجام شده و نهایتا برای تدقیق بیشتر مدل، مقادیر زبری این پارامترها، توسط واسنجی خودکار تعیین می شود؛ به این دلیل که واسنجی همزمان آن ها به صورت دستی امکان پذیر نخواهد بود. نهایتا مزایا و معایب استفاده از واسنجی با توجه به نتایج به دست آمده بررسی می گردد.

بررسی اندرکنش موج- ریزدانه تحت امواج نامنظم دریا
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1382
  ایمان سبزواری   محسن سلطانپور

اگر چه در چند دهه اخیر، تلاش های قابل توجهی برای فهم رفتار اندرکنش پیچیده بسترهای رسوبی با چگالی پایین و میدان امواج صورت گرفته است اما می توان گفت تقریبا همه این مطالعات تحت امواج منظم صورت پذیرفته و صرفا در تعداد کمی از این تحقیقات تأثیر نامنظمی امواج لحاظ شده است هدف نهایی این مطالعه بسط یک مدل عددی برای پیش بینی ارتفاع میرایی موج و انتقال رسوب ریزدانه تحت امواج نامنظم می باشد در این تحقیق یک مدل چند لایه هیدرودینامیکی برای توصیف اندرکس موج ریزدانه و پس از ساده کردن معادله رئولوژیکی رسوب مورد استفاده قرار گرفته است. سیستم سیال به n لایه تقسیم شده و معادلات خطی ناویه استوکس و معادله پیوستگی با در نظر گرفتن پاسخهای زمانی برای مولفه های افقی و قائم سرعت چرخشی و فشار دینامیکی در هر لایه پاسخ داده شده اند. مدل با استفاده از دو روش مجزای انالیز طیفی و آنالیز موج منفرد برای حالت امواج نامنظم توسعه یافته است در روش آنالیز موج منفرد موج نامنظم با استفاده از روش قطع تراز صفر به بالا به امواج منفرد تقسیم می گردد و دروه تناوب مربوط به هر تک موج به صورت فاصله زمانی بین دو نقطه تقاطع متوالی تعریف می شود. سپس زوال ارتفاع موج و انتقال جرم در لایه رسوب برای هر تک موج محاسبه می گردد. روش آنالیز طیفی با فرض اینکه امواج نامنظم شامل تعداد محدودی از امواج منظم با دامنه و فرکانس موج متفاوت می باشند. مقایسه ای بین نتایج آزمایشگاهی و ملاحظات نظری صورت گرفته و نشان داده شده است که با استفاده از مدل حاضر می تواند میرایی امواج نامنظم و انتقال جرم در لایه رسوبی بستر را شبیه سازی کرد

مدلسازی انتقال ترکیب رسوبات (ریزدانه و درشت دانه) در بندر شاه عبدالله
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1392
  افشان خالقی   محسن سلطانپور

شناسایی چگونگی انتقال ترکیب رسوبات در بنادر ایران ناشی از ترکیب امواج و جریان و مدلسازی مناسب این پدیده، از اهمیت بالایی برخوردار می باشد که تاکنون به دلیل اقلیت موارد مشاهده شده در این زمینه، کمتر بدان پرداخته شده است. ماهیت متفاوت این پدیده نسبت به انتقال رسوبات ریزدانه و یا درشت دانه به تنهایی سبب شده است که دینامیک ترکیب رسوبات هنوز هم در بخشهایی با فرضیات متعددی همراه باشد که این خود باعث فراگیر نبودن مدلهای موجود در این زمینه می باشد. محدوده بندر شاه عبدالله در استان بوشهر یکی از معدود مناطق موجود می باشد که در نزدیکی رودخانه ها واقع شده است. شرق بندر حاوی منابع رسوبات چسبنده و غرب بندر دارای فرآورد رسوبات غیرچسبنده و چسبنده به صورت توام می باشد. که این موضوع خود مدلسازی در این منطقه را با دشواری مواجه می نماید زیرا محدوده پوشش رسوبات در نرم افزارهای مختلف متفاوت می باشد. در پایان نامه حاضر روش به کار گرفته شده مدل عددی نرم افزار delft 3d همراه با آنالیز نقشه های هوایی از تغییرات تاریخی خط ساحلی نواحی اطراف بندر شاه عبدالله برای تعیین روند انتقال رسوبات می باشد. آنالیز هیدرودینامیک و انتقال رسوبات بر پایه امواج و تغییرات تراز آب ناشی از جزر و مد در یک مدل سه بعدی انجام شده است و ضمن مدلسازی نوع رسوبات موجود در منطقه، آنالیز همزمان داده های hindcast امواج و تغییرات تراز آب برای مشاهده روند انتقال رسوبات صورت پذیرفته است. داده های امواج در 10 گروه اصلی شامل 80% داده های موجود در منطقه، دسته بندی شده اند. و سپس خروجی در مقاطع عرضی عمود بر ساحل برای بار بستر و بار معلق با مشاهدات تجربی در منطقه مقایسه شده است. علت انتخاب یک مدل سه بعدی در نرم افزار به جای استفاده از مدل دو بعدی میانگین گیری شده در عمق این می باشد که در نزدیکی بندر شاه عبدالله رسوبات چسبنده معلق زیادی وجود دارد و لذا نمی توان از تغییرات چگالی ناشی از وجود رسوبات و همچنین پروفیل رسوبات در عمق، صرفنظر کرد. مدل نرم افزار delft 3d برای آنالیز هیدرودینامیک و بررسی فرآیند انتقال رسوبات، شوری و آلودگی مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج حاصل از مدلسازی انتقال ترکیب رسوبات در بندر شاه عبدالله نشان می دهد که این منطقه، ناحیه مرزی خطوط ساحلی بین رسوبات چسبنده و غیرچسبنده می باشد.

تحلیل اندر کنش موج-گل سیال با استفاده از روش های هوشمند و داده کاوی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1393
  سیما قبادی   محسن سلطانپور

اگر چه در چند دهه اخیر، تلاش های قابل توجهی برای فهم رفتار استهلاکی بسترهای رسوبی صورت گرفته است، مطالعات محدودی در تحلیل پدیده ها براساس داده های آزمایشگاهی و کمیت های بی بعد انجام شده است، و تعداد کمی از آن ها به ارائه مدل تجربی براساس داده های آزمایشگاهی بی بعد پرداختند. هدف نهایی این مطالعه آنالیز ابعادی پارامتر های موثر بر استهلاک انرژی موج در محیط های رسوبی و ارائه مدل هوشمند برای پیش بینی آن می باشد. در این تحقیق ابتدا آنالیز ابعادی پارامتر های موثر بر استهلاک انرژی موج بر روی گل سیال انجام شده و ارتباط ضریب بی بعد استهلاک انرژی و پارامتر های بی بعد بدست آمده براساس داده های آزمایشگاهی ساکاکیاما و بیجکر (1988) ، سلطانپور و سمسامی (2007) ، جیانگ (1993) ، سو و همکاران (2013) ، سلطانپور و ماسویا (2006) مورد بررسی قرار گرفتند، سپس براساس داده های مذکور یک مدل هوشمند با استفاده از روش درخت تصمیم گیری ارائه گردید. صحت مدل مذکور با استفاده از آزمایش مدل بر روی بخشی از داده ها مورد بررسی قرار گرفت.

مطالعه و تحلیل رسوبگذاری در بندر صیادی نهرقصر
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1393
  مهرداد عروقی عمیدی   محسن سلطانپور

هزینه نگهداری و لایروبی، به علت مشکل رسوبگذاری در برخی بنادر رودخانه ای، بعضاً از هزینه احداث بنادر نیز تجاوز کرده و بهره وری از بندر را تحت شعاع خود قرار داده که در بندر نهر قصر مشکل جدی رسوبگذاری وجود دارد (رسوبات ریزدانه و بصورت معلق بوده) که بابررسی الگوی جریان (گردابه ها و جریان های تاثیر گذار در رسوبگذاری) و تغییر این الگو، رسوبگذاری را در جهت کاهش، تغیر داده.

تجزیه و تحلیل تاثیرات محلی نواحی ساحلی بر رفتار جزر و مدی (مطالعه موردی- بندر امام خمینی)
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران 1393
  سعید رضائی یکنمی   محسن سلطانپور

هنگامی که امواج جزر و مدی بطرف کرانه قاره ها و داخل خلیج ها و خورها انتشار می یابند، بطور محسوسی توسط هیدروگرافی نزدیک ساحل، اصطکاک بستر، شتاب کوریولیس، تغییرات تدریجی عرض کانال عبوری و اثرات تشدید کننده تحت تأثیر قرار می گیرند. تغییرات تراز سطح آب در بنادر از لحاظ کشتی رانی، توریستی، نفت و گاز ، تأمین برق، حمل و نقل کالا و غیره بسیار حائز اهمیت است. خورموسی مسیر دسترسی به بندر امام خمینی (ره)، که یکی بزرگ ترین بنادر تجاری ایران است، بوده و سالانه کشتی-های زیادی با آبخور بالا به این منطقه رفت و آمد می کنند، با توجه به عمق کم این ناحیه تراز جزر و مد اهمیت زیادی در عبور و مرور کشتی ها دارد. به علاوه حجم بالای رسوب گذاری در این بندر ناشی از جریان های جزر و مدی است. دامنه ی جزرو مدی در بندر امام نسبت به دهانه ی ورودی خور موسی افزایش قابل توجهی را (در حدود 5/1 برابر) تجربه می نماید. لذا در این پژوهش عوامل موثر بر جزر و مد در مناطق ساحلی خصوصاً در ناحیه خور موسی و بندر امام خمینی (ره) مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته اند. جهت بررسی اثر این عوامل ابتدا مدل هیدرودینامیک منطقه ی خورموسی، بندر امام و دیگر خورهای متصل به آن در نرم افزار mike 21 شبیه سازی شده و پس از آن با ایجاد تغییراتی در مدل و همچنین با استفاده از تحلیل داده های میدانی، اثر عوامل یاد شده بر جزر و مد در این ناحیه مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی ها نشان می دهند سه عامل کم عمقی، باریک شدگی مقطع و انعکاس از جمله عوامل تاثیر گذار بر جزر مد در این ناحیه هستند، که در آنها بطور نسبی 73% از تاثیرات از جانب باریک شدگی مقطع و انعکاس و 27 % باقی مانده از جانب اثرات کم عمقی است.