رفتار سدها به طور کلی به دو دسته ی استاتیکی و دینامیکی تقسیم می شود، که برای سنجش آن ها از ابزارهای نصب شده روی بدنه ی سد استفاده می شود. ممکن است برای مدت کوتاهی خروجی ابزارهای رفتارسنجی در دسترس نباشد و یا نیاز باشد رفتار یک سد در شرایط بارگذاری جدید که تاکنون آن را تجربه نکرده است، ارزیابی شود. در این تحقیق با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی که یکی از ابزارهای هوش محاسباتی محسوب می شوند، رفتار استاتیکی و دینامیکی دو سد بتنی قوسی، مدل سازی شده و پاسخ های آن ها برای شرایط بارگذاری جدید پیش بینی شده است. در بخش اول، رفتار استاتیکی سد قوسی کارون 3، توسط شبکه های عصبی mlp که جزء شبکه های ایستا محسوب می شوند، مدل سازی و پیش بینی می شود. برای این کار از داده های میدانی استفاده شده است و جابجایی های شعاعی و مماسی بدنه ی سد به مدت دو ماه و به صورت روزانه پیش بینی شده اند. در این بخش از تحقیق با ارائه ی یک دیدگاه جدید برای اعمال اثرات دما، دقت پیش بینی ها افزایش داده شده است. در این بخش، هدف آن است که در صورت در دسترس نبودن خروجی های رفتارسنجی، از شبکه ی طراحی شده برای بدست آوردن تغییرشکل های بیان شده استفاده شود. در بخش دوم تحقیق، رفتار لرزه ای سد قوسی کارون 4 که بلندترین سد ایران به حساب می آید، توسط شبکه ی عصبی narx که یک شبکه ی پویا می باشد، تحت زلزله های جدید پیش بینی شده است. برای این کار از داده های بدست آمده از تحلیل لرزه ای سد با نرم افزار abaqus استفاده شده است و اثرات اندرکنش دینامیکی سد و مخزن نیز در مدل سازی ها لحاظ شده اند. شبکه ی طراحی شده، برای تحلیل لرزه ای سیستم سد و مخزن کارون 4 تحت 7 زلزله ی جدید با محتواهای فرکانسی متفاوت تست شده است. در این بخش، هدف آن است که برای تحلیل تاریخچه زمانی سیستم سد و مخزن کارون 4 تحت شتاب های زلزله های مختلف، به جای استفاده از روش المان محدود، از شبکه ی عصبی طراحی شده به عنوان یک ابزار جایگزین مناسب استفاده شود. خروجی های هر دو بخش این تحقیق نشان می دهند که شبکه های عصبی در صورت آموزش صحیح و در نظر گرفتن مناسب پارامترهای آن، می توانند رفتار استاتیکی و دینامیکی سدهای بتنی قوسی را با سرعت و دقت بالا پیش بینی کنند.

پدیده ضربه قوچ به عنوان یک پدیده زودگذر، میرا و مخرب در سیستمهای انتقال و خطوط لوله می باشد که می تواند در اثر تغییر ناگهانی شرایط مرزی خط لوله در اثر باز و بسته شدن ناگهانی شیر فلکه، روشن و خاموش شدن ناگهانی پمپ و توربین، شکستگی خطوط انتقال، عدم دقت در پر کردن خطوط خالی در ابتدای راه اندازی و . . . ایجاد شود. موجهای فشاری ناشی از این پدیده که در اثر تغییر سرعت بوجود آمده اند تنش های بسیار زیادی در اجزای سیستم ایجاد نموده و موجب از بین رفتن لوله ها و اتصالات و پوسته پمپ می شود. میزان اضافه فشار وارده در اثر این پدیده به عوامل مختلفی از جمله قطر لوله، جنس لوله، ضخامت جدار لوله، ممان اینرسی پمپهای استفاده شده و غیره . . . بستگی دارد. در اثر این پدیده فشار وارده بر سیستم انتقال تا چندین برابر فشار در حالت کارکرد عادی سیستم شده و در صورت عدم اتخاذ تدابیر لازم جهت کنترل آن موجب وارد آمدن صدمات جبران ناپذیر به تأسیسات، لوله ها، پمپها، و اتصالات و غیره . . . خواهد شد. از جمله سیستمهای کنترل این پدیده می توان به شیرهای کنترل، چرخ طیار، محفظه هوایی و . . . اشاره کرد. در این پایان نامه با مدل کردن خط انتقال آب شرب شهرستان خوی با استفاده از نرم افزارbentley hammer xmv:8، روند تأثیر عوامل موثر در پدیده ضربه قوچ و سیستمهای کاهنده آن بررسی و درصد تأثیر هر کدام از عوامل موثر مورد مقایسه قرار گرفته است. در این تحقیق مشخص گردید با افزایش قطر لوله از 1200 به 1600 میلیمتر در لوله های آهنی فشار ماکزیمم از 479 به 349 متر و به میزان 27% کاهش می یابد. با تغییر جنس لوله از آهنی به grp و با کاهش مدول الاستیسیته لوله فشار ماکزیمم از 479 به 319 متر و به میزان 33% کاهش می یابد.با افزایش ممان اینرسی پمپ تا 3 برابر، شاهد کاهش فشار ماکزیمم به میزان 21% می باشیم و لیکن هیچکدام به تنهایی کنترل کننده فشار منفی نمی باشند. با استفاده از لوازم حفاظتی تکی و ترکیبی نتیجه گیری گردید که مخزن ضربه گیر به همراه چرخ طیار با کنترل فشار ماکزیمم به میزان 35% و کنترل فشار مینیمم بهترین کنترل کننده می باشند.

در این تحقیق به بررسی الگوی جریان در کالورتها و سیفونهای معکوس خواهیم پرداخت . هدف از تحقیق حاصل مطالعه کارکرد سازه های انتقال آب علی الخصوص کالورت و سیفون در شرایط جریانی مختلف می باشد. طراحی چنین سازه هایی برای ماکزیمم دبی سیلابی محتمل عبوری صورت می پذیرد ولی در عمل در هنگام عملکرد چنین سازه هایی معمولا دبی عبور کمتر از دبی سیلابی طراحی می گردد . و این موجب ایجاد مشکلاتی در انتقال آب و جریان آب در انها می شود و موجب شکل گیری الگوهای مختلف جریان می گردد. در این تحقیق حاصل هدف مدل سازی عددی جریان در سازه های انتقال آب (کالورتها) می باشد که این کار توسط نرم افزار ansis , fluent صورت خواهد گرفت .مدلهای مختلفی در طی تحقیق ساخته شده و تاثیر هندسه جریان بر بهبود الگوی جریان در سیفون ها و کالورتها حتی در دبی های کمتر از دبی طراحی بررسی خواهد گردید. سعی خواهد گردید عملکرد چنین سازه هایی طی چندین مدل بدست آمده و ساخته شده به طور دقیق بررسی و نتایج حاصل از تحقیقات مشابه قبلی و نتایج آزمایشگاهی موجود صورت گردد. ودر نهایت تاثیر هندسه مجرا بر بهبود الگوی جریان و افزایش ظرفیت تخلیه و کاهش جریانهای گردابی و کاهش جریان دو فازی آب و هد بررسی گردد .

سرریز نیلوفری یکی از سرریزهای مورد استفاده در سدها به منظور تخلیه سیلابها از مخزن می باشد. به خصوص در سدهای خاکی که روگذری از سد بسیار خطرناک است. این سرریز متشکل از یک گالری قائم با دهانه قیفی شکل است که در مواقعی که دیگر انواع سرریزها اقتصادی یا قابل اجرا نباشد، مورد استفاده قرار می گیرد. معمولا در سدهایی که از تونل جهت انحراف آب در حین ساخت سد استفاده شده، سرریزنیلوفری بسیار مقرون به صرفه خواهد بود. از مشکلات اصلی که این نوع سرریزها با آن مواجه هستند ایجاد جریانهای گردابی قوی در دهانه آن ها است که منجر به افت بازدهی سیستم تخلیه مخزن می گردد. همچنین این سرریز در هدهای بالاتر از هد طراحی دچار مشکلاتی از قبیل ایجاد فشارهای منفی و در نتیجه خطر کاویتاسیون می شوند و نیز با افزایش استغراق و خفگی بیشتر جریان باعث کاهش ضریب تخلیه سرریز می شود. در این تحقیق می خواهیم با استفاده از روش های عددی و نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی (cfd)، به شبیه سازی الگوی جریان دوفازی در سرریز نیلوفری، محل ایجاد فشار منفی و تاثیر هوادهی و موقعیت تهویه بر جریان آب بپردازیم.

آغاز بررسی ها و تحقیقات در مورد بار انفجاری در داخل آب، از شروع جنگ جهانی دوم و پیدایش نیازهای اساسی برای تحقیق در این حوزه، لزومات تحقیق در زمینه پدافند غیرعامل را گسترش داد. بررسی این مهم در خصوص سد و انفجار داخل مخزن آن به دلیل اهمیت فوق العاده این ابرسازه لازم و ضروری به نظر می رسد. انفجار، پدیده دینامیکی با سرعت بالا با تولید دو نوع پارامتر مهم که اصلیترین آن موج شوک حاصله می باشد، با تولید فشار بیشتر در یک زمان کوتاه باعث به وجود آمدن فشار هیدرودینامیکی فوق العاده می گردد. بررسی تاثیر این فشار فوق العاده ناشی از بار انفجاری در داخل مخزن، بر سدهای وزنی بتنی موضوع بررسی این پایانامه می باشد که در دو مدل از دو سد با هندسه و مشخصات مصالح معین با رفتار خطی برای مدل اول و رفتار خطی و غیرخطی مصالح بتن سازه سد برای مدل دوم بررسی گردید. ابتدا صحت حل مدل سازی سیستم سد- مخزن با تحقیقات تحلیلی صورت گرفته که انطباق کامل را نشان داد، بررسی شد. در ادامه سیستم سد- مخزن- پی در نرم افزار اجزای محدود آباکوس با تحلیل دینامیکی صریح و مخزن آکوستیکی با پی انعطاف پذیر و دو بار انفجاری در ارتفاعات قائم و فاصله های افقی مختلف مدل سازی شد. نتایج حاکی از آن است که جابجایی های نقاط مختلف از بدنه سد در جهت افقی به شکل تقریبا سینوسی و در این جهت بیشتر از حالت قائم می باشد. در نظر گرفتن رفتار غیرخطی جابجایی ها را افزایش داده و تغییرمکان ماندگار به علت ایجاد ترک در بدنه را سبب می شود. جابجایی در محل نزدیک نقطه انفجار با جابجایی تاج سد تقریبا یکسان می باشد. مقایسه تغییر موقعیت ارتفاعی بار انفجاری حاکی از آن است که قرار گرفتن بار انفجاری در قسمت میانه از مخزن، میزان شتاب بیشتری ایجاد می کند. توزیع تنش با شروع انفجار از محل نقطه انفجار آغاز می شود که این تنش ها در پوسته بیرونی وجه پایین دست سد بیشتر از وجه بالادست و نزدیک نقطه انفجار می باشد. همچنین در نظر گرفتن رفتار غیرخطی در مقایسه با رفتار خطی تغییر محسوسی را در تنش سبب نمی شود.

سد قیصرق به عنوان یکی از سدهای خاکی کشور می باشد که در 61 کیلومتری شهرستان بستان آباد در استان آذربایجان شرقی واقع شده است با توجه به شرایط حاکم بر زمین شناسی منطقه و وجود لایه ژیبس، پس از آبگیری میزان آبگذری سد بیش از حد مجاز بوده است. ساختگاه سد در قسمتهای بالایی از واحد های آبرفتی از جنس لای و رس به همراه مقدار زیادی ماسه با مقاومت صحرایی در حدstiff تشکیل شده است طرح علاج بخشی سد، اجرای پرده آب بند به عمق حدودا 30 متر و همچنین لاینینگ بدنه سد و دوختن این دو بهم توسط اجرای بلانکت رسی به ضخامت حدودا 3 متر می باشد. در این تحقیق پس از ارائه مشخصات سد قیصرق، قرائت های مربوط به پیزومترهای کاساگرانده و چاه های مشاهده ای ارائه شده است. همچمین طی بازدیدهای به عمل آمده نقیصه ها و مشکلات سد بررسی و اعلام شده اند و سعی گردیده مقطعی از سد بر اساس نرم افزار geo office و با در نظر گرفتن اقدامات انجام یافته توسط طرح علاج بخشی، مورد تحلیل قرار گیرد و نتایج آن با نتایج ابزار دقیق، مورد مقایسه و سنجش قرار گرفته تا از عملکرد سد از دیدگاه پایداری اطمینان حاصل شده تا امکان بروز آسیبها و موارد خسارت آور و نا خواسته را قبل از وقوع حوادث پیشگیری نمود.

رسوب گذاری در مخازن سدها با کاهش حجم موثر، کنترل سیلاب را با مشکل مواجه می نماید. بنابراین برآورد صحیح بار رسوبی در این مخازن بسیار حائز اهمیت می باشد. طی دهه های اخیر استفاده از انواع مدل های هوش مصنوعی در زمینه های کاربردی مختلف نتایج قابل قبولی از خود نشان داده است. در این تحقیق از داده های آماری ثبت شده در سد علویان استفاده خواهد شد. مدل های هوش مصنوعی شامل مدل پرسپترون چند لایه (mlp)، سیستم استنتاج تطبیقی عصبی- فازی (anfis) و ماشین بردار پشتیبان (svm) به منظور شبیه سازی حجم رسوبات مخزن سد استفاده خواهد شد. با توجه به مطالعات پیشین صورت گرفته انتظار می رود مدل های هوشمند مورد استفاده عملکرد مناسبی در تخمین رسوب مخزن سد علویان داشته باشد.

در پروژه حاضر مدل ریاضی جهت بررسی و تعیین توزیع سه بعدی اضافه فشار دینامیکی در مخزن سد تحت اثر ارتعاشات ناشی از مولفه افقی زلزله در جهات x,y مورد بررسی قرار گرفت . معادله حاکم بر تغییرات فشار هیدرودینامیکی در مخزن سدها معادله هلم هولتز می باشد. برای حل عددی معادله حاکم بر فشار هیدرودینامیکی از روش تفاضلات محدود استفاده شده است . تحلیل بصورت سه بعدی در حوزه مکانی و زمانی صورت پذیرفته است . شرایط مرزی بکار رفته در حل عبارتند از: الف) شرط مرزی سطح تماس سد و مخزن، ب) شرط مرزی انتهای مخزن، ج) شرط مرزی کف مخزن، د) شرط مرزی سطح آزاد سیال، ه) شرط مرزی دیواره های کناری مخزن. بمنظور انجام محاسبات و بدست آوردن نتایج مورد نیاز و مقایسه آنها با نتایج روشهای دیگر و بررسی دقت و کارآیی روش مذکور، برنامه کامپیوتری تهیه و تنظیم گردیده است . بعنوان مطالعه موردی نتایج بدست آمده مدلی از دو سد موجود در کشور، الف) سد ساوه، ب) سد زاینده رود، تهیه شده و بدنه سد توسط نرم افزار sap 90 تحلیل شد. سپس بزرگی فشار هیدرودینامیکی ناشی از ارتعاشات زمین لرزه در مخازن آن دو سد محاسبه شده و تفاوت تنشهای موجود در بدنه سد ناشی از برآورد و اعمال فشار هیدرودینامیکی توسط روابط تقریبی و روش ارائه شده در این تحقیق مقایسه گردید. اهم نتایج حاصل از مطالعه حاضر را می توان بشرح زیر خلاصه کرد: الف) وجود لایه هایی از مواد رسوبی که به مرور زمان در کف مخزن انباشته شده باشند، نقش عمده ای در جذب انرژی سیستم از طریق انکسار امواج فشاری به داخل پی دارند. ب) تاثیر تراکم پذیری سیال بر پاسخ دینامیکی سد تابعی از محتوای فرکانسی بارگذاری و نسبت طبیعی سد به مخزن است . ج) مقدار فشار هیدرودینامیکی تابعی از هندسه و شکل مخزن سد می باشد و بزرگی و اهمیت آن می تواند در هر سدی بسته به موقعیت و شکل و هندسه سد و مخزن تغییر کند. د) برآورد فشار هیدرودینامیکی از طریق روابط تقریبی می تواند در موردی به نفع اطمینان و در موردی به ضرر اطمینان باشد. از این جهت بهتر است محاسبه چنین بارگذاری توسط روشی دقیقتر صورت گیرد، تا تحلیلی دقیقتر از تنشهای ایجاد شده در بدنه سد ناشی از اعمال بارهای متفاوت داشته باشیم.