بازشدگی سریع دریچه ها ممکن است منجر به بروز خطراتی گردد. از طرفی بازشدگی کم دریچه های سرریز نیز ممکن است با عوارضی مانند نوسانات ثابت و شدید دریچه ها و ایجاد گرداب در بالادست و بروز کاویتاسیون همراه باشد. ارتعاش در دریچه ها پدیده خطرناکی محسوب می شود، زیرا این پدیده موجب خستگی فلز و شکستن دریچه و یا خروج از مرکزیت نیروی هیدرودینامیکی وارد بر دریچه از راستای گذرنده از پین دریچه شده و در نتیجه افزایش نشت و کاهش پایداری و ایمنی آن و در نهایت به مخاطره افتادن کل سد می شود. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر موقعیت قرارگیری و هندسه ی دریچه قطاعی در میزان توزیع فشار غیرهیدرواستاتیکی و نیروی برآیند وارد بر دریچه است. برای مدلسازی عددی جریان در محدوده ی سرریز از نرم افزار فلوئنت استفاده شده است. برای محاسبه سطح آزاد از روش vof استفاده شده است. همچنین مدل دو معادله ای rng)) ?k- به عنوان مدل آشفتگی به کار رفته و برای کوپل کردن معادلات سرعت و فشار از الگوریتمsimple ، استفاده شده است. داده های آزمایشگاهی منتشر شده توسط usace به عنوان معیاری برای صحت سنجی مدل عددی است. پس از ارزیابی وحصول اطمینان از صحت عملکرد مدل عددی، تاثیر پارامتر های موثری چون شعاع دریچه، میزان بازشدگی دریچه، ارتفاع آب پشت دریچه، محل قرارگیری دریچه و انحنای لبه ی زیرین دریچه بر توزیع فشار غیرهیدرواستاتیکی روی دریچه و سرریز مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت نتایج این تحقیق نشان داد که شعاع دریچه کمترین تاثیر و شکل لبه ی دریچه بیشترین تاثیر را بر روی توزیع فشار غیرهیدرواستاتیک و نیروی وارد بر دریچه نسبت به سایر پارامترهای مورد بررسی، دارد.

در تحقیق حاضر، اثرات زلزله های متوالی و زلزله ی منفرد نزدیک گسل بر روی نیازهای جابجایی و جابجایی نسبی قاب های خمشی فولادی ویژه با ارتفاع های متفاوت ارزیابی شده است. در این راستا سه قاب فولادی سه، نه و بیست طبقه بر اساس آیین نامه های رایج در ایران برای مناطق با خطر نسبی لرزه خیزی زیاد طراحی شده اند. پاسخ این قاب ها تحت اثر زلزله های متوالی و زلزله های منفرد نزدیک گسل بررسی و با هم مقایسه شده است. به علت کمبود رکوردهای توالی لرزه ای نزدیک گسل واقعی، از توالی های لرزه ای مصنوعی جهت ارزیابی نیازهای جابجایی نسبی این قاب-ها استفاده شده است. این توالی های لرزه ای مصنوعی به وسیله ی ترکیبات اتفاقی و منطقی از وقایع منفرد واقعی ساخته شده اند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که وقوع زلزله های متوالی، نیازهای جابجایی و جابجایی نسبی این سازه ها را نسبت به حالت وقوع زلزله های منفرد به صورت محسوسی افزایش داده است. از آنجایی که قوانین فعلی منجر به دست کم گرفتن جابجایی نسبی مورد نیاز در حالت توالی لرزه ای می شوند، تحقیق حاضر نشان می دهد، فرضیه های فعلی جهت ساختن زلزله طرح مناسب نبوده و بنابراین منجر به دست کم گرفتن خسارات سازه ای می شوند.

مطالعه آزمایشگاهی بر روی تأثیر شیب بدنه تک آبشکن بر الگوی آبشستگی موضعی و ساختار جریان انجام شد. این تحقیق شامل دو بخش می باشد، در بخش اول تحقیق هیدرودینامیک سه بعدی اطراف تک آبشکن مستقیم با دیواره ی شیب دار 75 درجه، بصورت آزمایشگاهی و در یک کانال مستقیم با بستر صلب مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور مشخصات جریان با برداشت پارامترهای آشفتگی و تنش برشی بستر اطراف آبشکن به وسیله سرعت سنج نقطه ای سه بعدی adv، مورد بررسی قرار گرفت. در بخش دوم تحقیق با انجام آزمایشات آبشستگی در حالت بستر با مصالح غیر تثبیت شده، تأثیر شیب کناره ی آبشکن در آبشکن های مستقیم بر آبشستگی اطراف آبشکن مطالعه گردید. در پشت آبشکن با کاهش سرعت جریان که منجر به تشکیل ناحیه ی سکون می شود، سرعت جریان در نواحی میانی افزایش می یابد. به همین علت قسمتی از جریان به سمت بالا و قسمتی از جریان به سمت پایین که فشار کمتر است، حرکت می کند. جریان پایین رونده عامل تشکیل گردابه ی نعل اسبی می باشد. دو ناحیه ی تشدید سرعت که اولی مربوط به تشدید سرعت در هسته ی اصلی جریان و ناشی از کاهش عرض عبوری جریان بوده و ناحیه ی پرسرعت دیگر که مربوط به تشدید موضعی سرعت در پایین دست آبشکن و در ناحیه ی بیرونی لایه ی برشی می باشد، تشکیل شد. با محاسبه تنش برشی در لایه نزدیک بستر مشاهده شد که تمرکز تنش در بالادست دماغه آبشکن ایجاد می شود. این امر بعلت افزایش سرعت جریان ناشی از کاهش عرض عبوری بوده و باعث شروع آبشستگی از این ناحیه می گردد. حداکثر مقدار مولفه ی تنش –?(u^? v^? ) ? در امتداد لایه ی برشی رخ می دهد. با توجه به مقادیر منفی تنش های رینولدز (-?(u^ w^ ) ?) و (-?(v^ w^ ) ?)، تجمع رسوبات در ناحیه ی چرخشی پشت آبشکن اتفاق می افتد. نتایج نشان داد که در آبشکن های مستقیم با کناره شیب دار در عدد های فرود مختلف، با افزایش عدد فرود و تندتر شدن شیب کناره ی آبشکن، حداکثر عمق آبشستگی و ابعاد حفره ی آبشستگی افزایش می-یابد. این روند همچنین در مورد طول پشته ی رسوبی تشکیل شده نیز مشاهده شد اما ارتفاع این پشته رسوبی کاهش یافته و نیز، مقدار پیشروی تغییرات بستر به سمت پایین دست بیشتر می شود.

اکثر تحقیقات انجام گرفته در مورد میراگر ستون مایع، برای نوع غیرفعال این ابزار و بر روی سازه ی یک درجه آزادیِ خطی تحت بارگذاری جانبی باد بوده است. از طرفی با توجه به زلزله خیز بودن کشورمان و اینکه در زلزله های شدید، سازه های متعارف وارده ناحیه غیر خطی می شوند و ازطرف دیگر اینکه مکانیزم کنترل نیمه فعال، مزایای هر دو سیستم کنترلی فعال و غیرفعال را دارا می باشد، لذا در این پژوهش به بررسی نحوه ی طراحی و همچنین کارایی میراگر ستون مایع نیمه فعال در کاهش پاسخ سازه های چند درجه آزادی ِغیرخطیِ برشی تحتِ تحریک پایه ی زلزله پرداخته شده است. علاوه بر این با توجه به اینکه رفتار حقیقی میراگر ستون مایع، غیرخطی می باشد– در حالیکه در اکثر تحقیقات قبلی رفتار این میراگر، خطی فرض شده بود- در این پژوهش، آنالیز سیستم سازه- میراگر با مدل سازی رفتار غیرخطی میراگر انجام پذیرفته است. جهت انجام بررسی، از سازه برشی با رفتار غیرخطی هیسترزیس دو خطی که تحت اثر زلزله های دور گسل و نزدیک گسل قرار دارد، استفاده شده است. سیستم کنترلی نیمه فعال نیز، با امکان تغییر در اریفیس میراگر و در نتیجه ضریب افت ارتفاع و میرایی میراگر ستون مایع، میسر گردیده است. به همین منظور و برای انتخاب ضریب افت ارتفاع مناسب، از قانون کنترل برشی و قانون کنترل بهینه ی آنی که برای سازه های با رفتار غیر خطی توسعه پیدا کرده، استفاده شده است. برای طراحی بهینه ی میراگر نیز، مسئله ی بهینه سازی با هدف کاهش ماکزیمم جابجایی جانبی نسبی سازه تعریف و با استفاده از الگوریتم ژنتیک حل گردیده است. همچنین در این پژوهش کارایی میراگر ستون مایع نیمه فعال و غیر فعال در کاهش پاسخ لرزه ای با همدیگر مقایسه گردیده اند. نتایج نشانگر کارایی مطلوب سیستم کنترل نیمه فعال در کاهش پاسخ لرزه ای سازه ی غیرخطی می باشد ولی مقدار کارآمدی میراگر به تحریک اعمال شده به سازه بستگی دارد. این وابستگی، در مقایسه کارایی بین میراگر ستون مایع نیمه فعال با غیر فعال بیشتر هم قابل مشاهده است. در بخش دیگری از این پژوهش، کارایی سیستم میراگر ستون مایع با میراگر جرمی تنظیم شده مقایسه گردیده و معایب و محاسنی که نسبت بهم دارند بیان گردیده است.

در ساختمانهای با سیستم سازه ای ساده مانند قاب فلزی استفاده از مهار بند قطری , بتن مسلح و دیوار برشی معمول می باشد. معمولا قاب فلزی برای نیروی عمودی و هسته ی بتنی دیوار مهمترین قسمت ها در مقابل نیرو های جانبی می باشد. این المان های سازه معمولا اطراف فضای پلکان وسرویس قرار می گیرند. واضح است که در نتیجه ی محدود بودن ابعاد, سختی جانبی کلی ونیروی جانبی جذب شده محدود خواهد شد. زمانی که این سازه ها تحت اثر نیروهای جانبی بزرگ نظیر بادهای شدید, زمین لرزه وانفجار قرار می گیرند کارایی سازه با افزایش ارتفاع بصورت یکنواخت کاهش می یابد. براساس نتایج تحقیقات گذشته در مورد سیستم های سازه ای کارامد میانقاب ها به عنوان یکی از این سیستم ها مورد توجه قرار گرفته. میان قاب ها به واسطه ی عملکرد کامپوزیت با قاب به طور قابل ملاحظه ای سختی جانبی ونیروی جذب شده را افزایش می دهد. مشارکت پانل میان قاب , سختی جانبی ونیروی قاب ساده پتانسیل زیادی در مقابل رفتار دور از انتظار سازه ایجاد می کند. نبود قوانین خاص برای ترکیب سازه ها و میان قابها عمدتا باعث کاهش درک بهتر رفتار کامپوزیت میان قاب است , همچنین کمبود اطلاعات و نبود روش طراحی مورد تایید قرار گرفته در مورد تاثیر میانقاب , نیرو و سختی جانبی درک مهندسین را از میانقاب به عنوان سیستم سازه ای کاهش می دهد. به علاوه مطمئن نبودن از لغزش کلی یا جزئی میانقاب دلیل دیگری از این موضوع می باشد. کافی نبودن اطلاعات دررفتار سازه ها با میانقاب بنایی علت به دست نیامدن روش دقیق برای طراحی این سیستم می باشد. این یک روش رایج در طراحی سازه است که از اثر میان قاب به صورت محافظه کارانه ای صرف نظر می شود.در ساختمانهای بلند نیروهای جانبی با مهاربندهای عمودی در قسمتهای پایین که ممکن است بسیار بزرگ باشد مقابله می شوند. در روش طراحی رایج برای قاب میان پر که اثر میان قاب نادیده گرفته می شود ممکن است مقاطع سایر المان ها به حد بحرانی برسد. در این جا لزوم بررسی سختی و نیروی میانقاب ها ضروری است و همچنین اتصالات باید قوی و وسیع تر باشد. هدف از این تحقیق بررسی رفتار نیرو_جابجایی وتنش های بوجود امده در سازه های فلزی مهار شده به وسیله ی میانقاب بتنی پیش ساخته تحت اثر بار جانبی می باشد. این بررسی شامل قسمت های ازمایشگاهی و عددی می باشد که در محاسبات رایج این سازه ها بیشتر مورد نظر فرم بوده و تاثیر میان قاب نادیده گرفته شده که این باعث ایجاد مقاطع بزرگتر و پیچیده تر ستون ها و تیر ها می شود. میان قاب ها شامل ? قسمت میباشند: ?)فرم ?)میان قاب ?)سطح مشترک بین فرم ومیان قاب سطح مشترک مربوط به قسمت اتصال قاب ومیانقاب می باشد. گروه بندی میان قاب ها بستگی به چگونگی اتصال و فصل مشترک این دو دارد. میانقاب هایی که به صورت مجزا عمل کرده و اتصالی بین قاب ومیانقاب وجود ندارد, میانقاب هایی که بصورت کاملا یکپارچه عمل کرده و اتصال قاب و میانقاب در تمامی سطوح مشترک برقرار می باشد و میانقاب هایی که بصورت بینابین عمل کرده و اتصالات گسسته دارند در این مدل ما از تحلیل غیر خطی و اجزای محدود استفاده خواهیم کرد. این تحلیل سنجش کلی سختی الاستیک می باشددر حالیکه نیروی گسیختگی پلاستیک بیشتر است و می توان نیروی گسیختگی را با بررسی اتصالات بتن و فولاد افزایش داد. این روش تحلیل بر اساس کمترین نیروی افقی گسیختگی صورت گرفته که طبق ان رفتار سازه به صورت دقیق تر محاسبه می شود. خلاصه ی این رفتار می تواند برای مدل در نرم افزار اجزای محدود بسیار سودمند باشد. رفتار اتصالات برای درک بهتر رفتار سازه و تعریف مدل باید بصورت دقیق تر بررسی شود. اتصالات بین بتن وفولاد تاثیر بسزایی در رفتار نیرو جابجایی دارد. تنش ها روی پانل بتنی نمایانگر فشار و کشش قطری می باشد. در حال حاضر میانقابها با اهداف غیر سازه ای و عمدتاً به منظور تقسیم فضا در ساختمان ها بکار میروند طی تحقیقات مختلف نشان داده شده است که این اعضا تاثیر بسزایی بر روی سختی و مقاومت جانبی ساختمانها داشته و لذا تاثیرات آنها در رفتار لرزه ای ساختمان باید به هنگام تحلیل و طراحی لحاظ گردد وجود میانقابها در سیستم سازه ای یک ساختمان، آنرا در مقابل بارهای جانبی زلزله تقویت می نماید همچنین این المانها باعث بالا رفتن میزان جذب انرژی ساختمان به هنگام وقوع زمین لرزه می شوند. لزوم تقویت میانقابهای ساخته شده از مصالح بنایی در راستای افزایش مقاومت جانبی ساختمان ها در برابر زلزله، برای سالیان متمادی مورد توجه محققین بوده است. برای دست یافتن به میاقابهایی با مقاومت و شکل پذیری مطلوب روشهای مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است برخی از این روش ها عبارتند از: استفاده از برشگیرها در سطح مشترک بین قاب و میانقاب, استفاده از روکش بتنی, استفاده از فرّو سیمنت, تسلیح افقی میانقاب استفاده از تیر بتنی مسلح در نیمه ارتفاع میانقاب و استفاده از کامپوزیت های پلیمری استفاده از دیوار برشی در سازه های فلزی امری متداول است که معمول ان در سازه های فلزی به صورت در جا و با اتصالات معمول (نبشی و...) صورت می گیردکه از سرعت کار بالای سازه های فلزی به شدت می کاهد. ضرورت استفاده از میانقاب های بتنی پیش ساخته در حفظ یکی از ماهیت های سازه های فلزی که سرعت اجرای ان است امری است که با توجه به پیشرفت های امروز صنعت ساخت می تواند مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق بررسی دقیق یکی از سیستم های جدید سازه ای در مقابله با نیروهای جانبی می پردازیم. این سیستم قاب فلزی به همراه اتصالات نا پیوسته به میانقاب بتنی پیش ساخته است که اتصالات نا پیوسته به وسیله ی بولت ها به سازه ی فلزی شکل می گیرد. فرضیات این مسئله مربوط یه قسمت غیر خطی می باشد که شامل کاراکتر های متریال غیر خطی و هندسه غیر خطی است. قاب مورد نظر دارای یک دهانه و سه طبقه می با شد و اتصال پای ستون گیردار فرض شده است.

دیوار برشی فولادی با ستون های pec یکی از سیستم های نوین مقاوم در برابر نیروهای جانبی می باشد که استفاده از آن در طراحی لرزه ای برای بهبود رفتار لرزه ای سازه ها مناسب به نظر می رسد. به همین دلیل در این رساله به بررسی رفتار لرزه ای دیوار برشی فولادی با ستون های pec با استفاده از روش عناصر محدود پرداخته می شود. برای تحلیل لرزه ای سیستم مورد نظر، مدل عناصر محدودی با استفاده از نرم افزار ansys تهیه شده است. نرم افزار عناصر محدود ansys به لحاظ قابلیت های بالا در دارا بودن المان های مورد نیاز برای مدل کردن ستون های فولادی پر شده با بتن و دیوار برشی فولادی و نیز اعمال اثرات غیر خطی و مدل سازی ترک و شکست بتن، به خوبی جوابگوی تحلیل مدل مورد نظرمی باشد. با توجه به تحریکات دینامیکی، تحلیل در حوزه زمان انجام گرفته و برای حل معادلات دینامیکی حاصل، از روش newmark استفاده شده است که از لحاظ عددی به صورت غیر مشروط پایدار می باشد. مهم ترین کاربرد مدل تهیه شده بررسی تاثیر شرایط و پارامترهای مختلف بر پاسخ لرزه ای سیستم دیوار برشی فولادی با ستون های pec تحت اثر ارتعاشات افقی و قائم زلزله می باشد که در این رساله مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. برای بررسی رفتار لرزه ای سیستم مورد نظر، مدل تهیه شده تحت ارتعاشات زمین لرزه el centro ، مورد تحلیل دینامیکی قرار گرفته است. نتایج حاصل از مدل تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل مقاومت بتن، ضخامت ورق دیوار برشی فولادی، ضخامت ورق بال ستون و نیز مولفه ی قائم زلزله را روی پاسخ لرزه ای سیستم نشان می دهد. با توجه به نتایج حاصل می توان دریافت که که افزایش مقاومت بتن، ضخامت ورق دیوار برشی فولادی و ضخامت ورق بال ستون، پاسخ های مدل را کاهش می دهد که حداکثر آن مربوط به افزایش ضخامت ورق بال ستون می باشد. همچنین با توجه به نتایج حاصل می توان به میزان تاثیر نیروی قائم زلزله در افزایش پاسخ مربوط به تغییر مکان ها و تنش ها پی برد.

سیلاب یا طغیان در رودخانه ها باعث می شود تا سطح مقطع رودخانه از حالت اولیه و اصلی خارج شده و به علت گسترش جریان آب و بالا آمدن سطح آن مقطع عرضی جدیدی به وجود آید .به این مجموعه که شامل یک کانال اصلی و دو سیلابدشت است، مقطع مرکب گفته می شود. در طبیعت معمولا سیلابدشت ها دارای انواع پوشش گیاهی هستند و به این علت، سرعت جریان در آن کمتر و زبری کف بیشتر است. تا کنون تحقیقات وسیعی بر روی الگوی جریان در کانال مرکب بدون پوشش گیاهی انجام گرفته، اما حالتی که سیلابدشت ها پوشیده از گیاهان مستغرق صلب باشند، مورد بررسی قرار نگرفته است. در این تحقیق برای بررسی تاثیر پوشش گیاهی صلب مستغرق بر الگوی جریان و به خصوص ساختار آشفتگی در کانال با مقطع مرکب، در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه تربیت مدرس، پوشش گیاهی با استوانه هایی فلزی مدلسازی شده و در یک ردیف در لبه سیلابدشت با فواصل مشخص جایگذاری شده اند. سپس با استفاده از دستگاه سرعت سنج سه بعدی adv جانب نگر، مولفه های سرعت نوسانی در سه جهت طولی، عرضی و قائم در مقطع عرضی کانال برداشت و تحلیل شده و نمودارهای توزیع سرعت متوسط طولی، بردارهای جریان ثانویه و تنش های رینولدز ، و برای جریان با عمق های نسبی 36/0 و 2/0 ترسیم گردیده اند. همچنین تنش برشی بستر در کانال مرکب ساده با استفاده از ابزار لوله پرستون اندازه گیری گردید. نتایج حاکی از آن است که مقدار تنش برشی بستر در محل تقاطع کانال اصلی و سیلابدشت، بطور مشخص افزایش یافته, ولی با افزایش عمق نسبی، اختلاف تنش بین کانال اصلی و سیلابدشت کاهش می یابد و توزیع تنش به حالت یکنواخت متمایل می شود. پوشش گیاهی صلب مستغرق نیز، تغییری کلی در الگوی جریان و ساختار آشفتگی به نسبت کانال بدون پوشش گیاهی نداشته و فقط باعث تغییرات موضعی در سرعت طولی، جریان ثانویه و تنش های رینولدز در اطراف خود شده است. همچنین نتیجه گرفته می شود که هر چه عمق جریان در سیلابدشت کمتر شود، الگوی جریان در کانال مرکب به الگوی جریان در کانال ساده نزدیک تر شده و تاثیر وجود سیلابدشت بر آن کمتر می شود. کم شدن عمق جریان باعث می شود تا موانع تاثیر بیشتری بر پدیده انتقال ممنتوم از کانال اصلی به سیلابدشت داشته باشند، اما باعث توقف انتقال ممنتوم از کانال اصلی به سیلابدشت نمی شده اند.

تجربه زلزله های گذشته نشان دهنده عدم مقاومت کافی سازه های ساخته شده در گذشته در برابر زلزله های واقعی است. لذا مطالعه آسیب پذیری سازه های موجود و ارائه طرح بهسازی برای آنها که توجیه فنی و اقتصادی نیز داشته باشد حائز اهمیت است. امروزه از سیستم های کنترل غیرفعال سازه ها به شکل موفقیت آمیزی جهت کاهش پاسخ سازه ها در مقابل زلزله ها استفاده می شود. یکی از سیستم های کنترل غیرفعال سازه ها، میراگر ویسکوز مایع است که این میراگر از جمله کاربردی ترین ابزار کنترل می باشد که با تکنولوژی های مختلف به منظور کاهش پاسخ سازه ها در برابر تحریکات لرزه ای و مقاوم سازی سازه های موجود به کار می رود. در این پایان نامه به بررسی تاثیر میراگر-های ویسکوز مایع بر بهسازی لرزه ای سازه های بتن مسلح پرداخته می شود. برای این منظور عملکرد دو قاب خمشی بتنی 5 و 10 طبقه که براساس آیین نامه های طراحی ایران طراحی شده، در حالتی که با میراگر ویسکوز مایع بهسازی شده اند با استفاده از روش تحلیل استاتیکی غیرخطی و تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی و بر مبنای دستوالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود (نشریه 360) و در نرم افزار sap2000 مورد بررسی قرار می-گیرد. همچنین اثر نحوه توزیع این میراگرها در ارتفاع سازه و عملکرد میراگرهای ویسکوز غیرخطی بررسی شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که پاسخ لرزه ای سیستم های بهسازی شده بوسیله این میراگرها و همچنین سطح عملکرد لرزه ای سازه بهبود یافته است. در حالی که میراگرهای خطی نسبت به غیرخطیموفقتر بوده است. همچنین براساس نتایج حاصل از این پژوهش می توان گفت که توزیع ظرفیت میراگرها در ارتفاع سازه براساس برش طبقه در مقایسه با توزیع یکنواخت به لحاظ کاهش هزینه میراگرها موثر بوده است.

در پرش هیدرولیکی ، اگر عمق پایاب بزرگتر از عمق پایاب مورد نیاز پرش آزاد شود، پرش به شکل مستغرق اتفاق می افتد. در این تحقیق بر روی یکی از انواع انرژی کاهندهها به نام بلوک های میانی حوضچه آرامش در حالت پرش مستغرق مطالعه عددی صورت گرفت. نتایج صحتسنجی نشان داد که این نرمافزار از دقت خوبی برای مدلسازی جریانهای آشفته برخوردار است. در ادامه مطالعه پارامتریک به منظور بررسی مکانیزم استهلاک انرژی سازه و میزان کاهش طول پرش مورد انجام شد. همچنین برای درک بهتر موضوع، مدل آزمایشگاهی مطالعه حاضر ساخته و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که اولاً پرش در حالت مستغرق به همراه بلوک های میانی تنها می تواند به دو شکل اتفاق بیافتد؛ جریان منحرف شده به سطح (dsj) و یا به صورت جت دیواره ای دوباره متصل شونده (rwj). رژیم dsj هم از نظر استهلاک انرژی و هم کاهش طول پرش عملکرد بهتری را نسبت به رژیم rwj نشان داده است. در رژیم dsj افزایش عدد فرود جت ورودی و کاهش فاصله بلوک ها از دریچه باعث افزایش استهلاک انرژی می شود. در مقابل دیده شد که شیبدار کردن وجه پشتی و افزایش ارتفاع بلوک ها بیش از ضخامت جت ورودی تأثیر مفیدی در روند استهلاک انرژی نخواهد گذاشت. همچنین فاصله بلوک ها از دریچه با اندازه طول پرش رابطه مستقیم دارد؛ به طوری که با کاهش این فاصله در رژیم dsj نسبت به پرش مستغرق بدون بلوک تا 60% هم می توان کاهش طول پرش را مشاهده نمود. با این وجود افزایش ارتفاع و شیبدار کردن وجه پشتی بلوک ها تأثیر چندانی بر مقدار طول پرش نیز نمی گذارند.

در این پایان نامه، جریان سه بعدی سطح آزاد بر روی سرریزهای کلیدپیانویی انحنادار در پلان مدل سازی عددی شده و منحنی های عملکرد هیدرولیکی این نوع سرریزها به ازای پارامترهای مختلف هندسی و هیدرولیکی تعیین شده است. الگوی سه بعدی جریان حول مدل های مختلف از این نوع سرریزها تعیین شده و ضمن تحلیل هیدرودینامیکی، علت تفاوت عملکرد آنها با سرریزهای کلیدپیانویی مستطیلی و ذوزنقه ای بحث شده است. سرریزهای کلیدپیانویی انحنادار در پلان، الزاماً دارای کلیدهای ذوزنقه ای شکل بوده و مزایای سرریزهای ذوزنقه ای را بواسطه افزایش سطح کلید ورودی و بهبود میزان تخلیه جریان را دارا می باشند. علاوه بر آن، پلان انحنادار با حالت تحدب به داخل مخزن منجر به حذف حالت کانالیزه جریان نزدیک شونده شده و از تمامی جهات، جریان بصورت عمود بر تاج سرریز تخلیه می شود. دو نکته ذکر شده منجر به افزایش قابل ملاحظه ضریب دبی سرریزهای کلیدپیانویی انحنادار می شود. با افزایش زاویه مرکزی سرریز، به علت کاهش استغراق موضعی، افزایش سطح کلیدهای ورودی و همچنین اصلاح الگوی جریانهای عبوری از روی کلیدهای کناری، ظرفیت آبگذری سیستم افزایش می یابد. برای سرریز با تعداد سیکل کم، با افزایش هد، مقدار دبی عبوری به حد ثابتی می رسد ولی برای سرریزهای کلیدپیانویی انحنادار با تعداد کلید زیاد، افزایش هد منجر به افزایش صعودی دبی عبوری می شود.

مخازن ذخیره آب یکی از سازه های زیر بنایی عمرانی با درجه اهمیت بالا است و به همین دلیل، بررسی رفتارآنها از دیدگاه سازه ای، تبعات اجتماعی و زیست محیطی، در هنگام زلزله از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. در این تحقیق مدلسازی عددی سه بعدی اسلاشینگ غیر خطی در مخازن مستطیلی تحت تحریک هارمونیک و همچنین تحت رکورد زلزله انجام شده و تاثیر پارامترهای مختلف نظیر فرکانس، دامنه و همچنین زاویه تحریک بر پاسخ دینامیکی مخرن بصورت تغییرات سطح آب، فشار و همچنین نیروهای وارد بر بدنه مخزن بررسی شده است. بدین منظور از روش شیء متحرک عمومی (gmo) برای مدلسازی حرکت مخزن تحت تحریک زلزله در پایه استفاده شده و از تکنیک جز حجم سیال (vof) برای مدلسازی حرکت سیال در داخل مخزن بهره گرفته شده است. بواسطه نوسانات شدید سطح آب، از مدل آشفتگی مناسب برای بیان لزجت گردابه ای استفاده شده و معادلات حاکم به روش حجم محدود (fvm) حل عددی شده است. نتایج حاصله نشان داد، برای تحریک با دامنه ثابت، به ازای فرکانس معادل با فرکانس طبیعی مخزن، پدیده تشدید رخ داده و به ازای فرکانس های ?0 9/0 و ?0 1/1 پدیده تپش رخ می دهد به نحوی که دوره تناوب تپشی هم برای سری زمانی سطح آب و هم فشار، 5/9 برابر دوره تناوب پدیده اسلاشینگ می باشد. همچنین مقادیر مختلف دامنه تحریک می تواند باعث جابجایی لایه های مختلف سطحی سیال شده و اندرکنش مقدار سیال سطحی جابجا شده و مومنتم قائم آن باعث شکل گیری الگوهای مختلف اسلاشینگ می شود. مدلسازی پدیده اسلاشینگ تحت تحریک با فرکانس ها و زوایای مختلف تحریک نشان داد که بسته به زاویه و همچنین فرکانس تحریک، امواج مختلف به صورت تک جهتی، قطری، مربعی، چرخشی و نامنظم در داخل مخزن رخ می دهد. در یک فرکانس تحریک ثابت، بیشترین بالاروی سطح آب در حالت تحریک تحت زاویه 45 درجه رخ می دهد. همچنین بیشترین نیروی فشاری وارد بر جداره های مخزن در حالت تحریک صفر درجه رخ داده و با افزایش زاویه تحریک، از اختلاف مقدار نیروهای وارد بر مخزن در دو راستا کاسته می شود.

اساس کار تحقیق حاضر مقایسه نتایج آزمایش های تجربی و مدل های عددی ستون های cfdstاست. با توجه به این که نتایج آزمایشگاهی اساس درک پاسخ عناصر سازه و توسعه خواص مهندسی آنها را فراهم می کنند هر چند که این نتایج با احتمال خطاهای آزمایشگاهی بدست آمده باشند، ولی با این حال، نتایج نمونه های آزمایشگاهی به تنهایی برای توسعه استفاده از این عناصر مهندسی کافی نیستند. بنابراین، مدل های عددی پیشرفته برای شبیه سازی رفتار ستون های cfdst جهت بهره وری مطالعه آزمایشگاهی و توسعه روش های پیش بینی طراحی و ارزیابی سیستم های سازه ای مورد نیاز است. از سوی دیگر نرم افزار عددی مورد استفاده، باید انعطاف پذیری لازم برای تعریف شرایط آزمایشگاهی را فراهم کرده و بتوان نتایج عددی بدست آمده را برای کاربردهای عملی با اطمینان بالایی مورد استفاده قرار داد و از قابلیت های بدست آمده از مدل های عددی برای کاهش وابستگی به آزمایش های تجربی استفاده نمود.