در این تحقیق، جریان ناشی از شکست سد برروی بستر متحرک شبیه سازی عددی شده است. برای مدل سازی، معادلات دوبعدی آب های کم عمق استفاده گردیده است. جهت منقطع سازی معادلات روش حجم محدود به کار گرفته شده است. شبکه بندی مدل باسازمان و برای محاسبهفلاکس های فصل مشترک حجم کنترل از حل تقریبی مسئله ریمان روش hllcکه دارای دقت مرتبه اول می-باشد استفاده شده است. در ابتدا جهت بررسی کارایی مدل، برای حالت یک بعدی پنج آزمون با شرایط متفاوت که نتایج تحلیلی آنها موجود می باشد، مدل سازی عددی شده است. سپس بررسی عددی برای حالت دوبعدی آزمون شکست سد دایره ای شکل صورت گرفته و نتایج آن با حل دقیق مقایسه شده است. پس از اطمینان از صحت کارایی مدل در مسائل یک بعدی و دوبعدی، مدل حاضر جهت مدل سازی جریان ناشی از شکست سد بر روی بستر متحرک به کار رفته است. آزمون مذکور بر روی یک کانال با عریض شدگی ناگهانی انجام شده است و نتایج مدل عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی موجود بصورت کمی با درصد خطا مورد مقایسه قرار گرفته است. همانطوری که در جداول مشاهده می گردد، حداکثر خطا در ایستگاه های u1 و u3 زیر 10 درصد است. ولی در ایستگاه u2 به دلیل قرار گرفتن در محل جریان دایروی شکل حداکثر خطا به 4/16 درصد می-رسد. در ایستگاه های u6 و u7 نیز که در نزدیکی مرز بسته قرار گرفته اند و جریان در آن ناحیه منعکس می گردد و تشکیل پرش هیدرولیکی می دهد، حداکثر خطا تقریباً 12 درصد است. در مقایسه نتایج تغییرات بستر مدل عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی نیز حداکثر خطا به 15 درصد می رسد که دلیل آن را می توان ناشی از جریان دایروی قسمت عریض شدگی، پرش هیدرولیکی تشکیل شده نزدیک مرز بسته و یا دقت مرتبه اول روش عددی حاضر دانست. در نهایت همانطوری که مشاهده گردید، نتایج بدست آمده از مدل حاضر دارای دقت مناسبی برای محاسبه جریان ناشی از شکست سد می باشد.

در این تحقیق به مدلسازی عددی جریان ناشی از شکست سد در حالت سه بعدی پرداخته شده است. جهت مدلسازی عددی از نرم افزار fluent استفاده شده است. شبکه محاسباتی در نظر گرفته شده با سازمان و چهار ضلعی می باشد که در نرم افزار gambit شبیه سازی شده است. معادلات پیوستگی و ناویر استوکس در حالت سه بعدی به روش حجم محدود منقطع شده اند و جهت مدلسازی سطح آزاد از الگوریتم vof استفاده شده است. در مدل مذکور به منظور درون یابی فشار از الگوریتم presto و برای کوپل سرعت-فشار از الگوریتم piso استفاده شده است. مدل آشفتگی مورد استفاده مدل ?- k استاندارد می باشد.جهت مدلسازی جریان ناشی از شکست سد یک مخزن متصل به یک کانال با خم 180 درجه در نظر گرفته شده است که محل دریچه در محل شروع کانال می باشد. پس از شکست سد جریان وارد کانال و خم پایین دست آن می شود. در نهایت نتایج مدلسازی با داده های آزمایشگاهی موجود مقایسه شده است. نتایج مدل سه بعدی با دقت مناسبی جریان ناشی از شکست سد را شبیه سازی کرده است. به علاوه بررسی اثرات آشفتگی نشان می دهد نتایج در حالت در نظر گرفتن مدل آشفتگی جوابهای مناسب تری نسبت به حالت بدون مدل آشفتگی دارد. همچنین با افزایش دقت مدلسازی ترم های انتقال از آپویند مرتبه اول به آپویند مرتبه دوم دقت جوابهای مدل افزایش می یابد. به علاوه چنانچه کانال پایین دست دارای عمق آب کمی باشد، دقت جوابهای مدلسازی نسبت به حالت خشک بودن کانال پایین دست بیشتر است.

با توجه به پیچیدگی فرآیند حرکت آب و انتقال آلودگی در محیط متخلخل، شناخت و پیش بینی دقیق این فرآیند دغدغه تمام هیدروژئولوژیست ها و محققین فعال در این زمینه می باشد. یکی از راه های رسیدن به این مهم، استفاده از مدل های عددی وابسته به شبکه جهت حل معادلات حاکم می باشد. در این مطالعه جهت عبور از محدودیت های شبکه بندی، از روش بدون شبکه المان تحلیلی جهت مدل سازی جریان در حالت پایدار و دو بعدی با استفاده از فرضیات دوپویی-فورشهایمر استفاده شده است. این روش با استفاده از توابع تحلیلی دقیق به مدل سازی جریان می پردازد. متأسفانه در حال حاضر امکان مدل سازی فرآیند انتقال آلودگی به کمک این روش وجود ندارد. به همین منظور و برای حفظ استقلال کل روش از شبکه، از روش هم آیی نقطه ای جهت مدل سازی انتقال آلودگی استفاده شد، این روش با استفاده از پخش یک سری نقاط بر روی دامنه مدل و تولید توابع شکل به حل معادلات حاکم می پردازد. مدل جریان توسعه یافته به روش المان تحلیلی به کمک زبان برنامه نویسی شی گرا پایتون پیاده سازی گردید. جهت صحت سنجی مدل جریان از داده های بخشی از آبخوان های شهر مشهد، دشت نیشابور و دشت آستانه-کوچصفهان استفاده شد. دقت نتایج، ضریب همبستگی 94/0، 9/0 و 88/0 را برای مناطق مورد مطالعه به ترتیب مشخص نمود. همچنین جهت واسنجی مدل های جریان از الگوریتم اجتماع ذرات استفاده شد. در نهایت مدل انتقال آلودگی به روش هم آیی نقطه ای بر پایه جواب های مدل جریان المان تحلیلی توسعه یافت. مدل توسعه یافته با استفاده از بارهای آبی محاسبه شده توسط مدل المان تحلیلی و قانون دارسی، سرعت در هر نقطه از دامنه مدل را کرد. سپس میزان غلظت توسط مدل هم آیی نقطه ای و سرعت های به دست آمده محاسبه شد. جهت ارزیابی مدل پیشنهادی، از داده های کیفی دشت آستانه-کوچصفهان استفاده گردید. بعد از آنالیز حساسیت مدل، بهترین نتایج مدل سازی ضریب همبستگی 88/0 را مشخص نمود.

در این تحقیق امواج ناشی از شکست سد روی بستر ناهموار با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار شده تراکم ناپذیر (isph) مدل سازی شده است. روش isph یک روش لاگرانژی و بدون نیاز به شبکه بندی و مبتنی بر ذرات می باشد. معادلات حاکم در این مدل، معادلات بقای جرم و اندازه حرکت می باشند که با روش دو گام جزئی حل شده اند. در گام اول معادلات ناویر استوکس بدون در نظر گرفتن جمله فشار و تراکم ناپذیری حل می شوند. در گام بعد با اعمال جمله فشار و استفاده از معادله پیوستگی موقعیت و سرعت دقیق ذرات به دست می¬آید. در مدل حاضر چگالی با شیوه جدید به ذرات اختصاص داده شده است. با استفاده از این شیوه، مدل هیدرودینامیک ذرات هموار شده تراکم ناپذیر حاضر پایدار شد. به منظور بررسی کارایی مدل حاضر و اعتبارسنجی آن، مسئله شکست سد در کانال هموار با بستر مرطوب و خشک و کانال با مانع با انتهای باز مورد بررسی قرار گرفته است. در انتها نیز برای یک کانال با هندسه کوچک و انتهای بسته، اثر مانع در ایجاد امواج مثبت و منفی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج مدل سازی نشان می دهد که بسیاری از پدیده های پیچیده که در جریان های شکست سد به خصوص هنگام برخورد با مانع رخ می دهند، مانند پرش های هیدرولیکی، بازتاب های جزئی، انتشار امواج مثبت و منفی و برهم کنش آن ها به خوبی با روش isph قابل مدل¬سازی است. همچنین حداکثر خطای بدست آمده از مقایسه نتایج مدل عددی و داده های آزمایشگاهی ( برای کانال با مانع) 11.7 درصد و شاخص های آماری r2 و rmse به ترتیب 0.94 و 0.044 می باشد. بنابراین مطابقت خوب نتایج مدل حاضر با داده های آزمایشگاهی نشان می دهد که مدل isph ابزاری قدرتمند برای شبیه سازی مسائل پیچیده جریان می باشد.

منهول یکی از انواع اتصالات می باشد که در محل تغییر جهت یا تغییر قطر لوله ها، در محل تلاقی یک یا چند لوله فاضلاب و یا در مناطق پر شیب به منظور کاهش سرعت جریان نصب می شوند. برای طراحی دقیق شبکه های زهکشی و فاضلاب لازم است هیدرولیک جریان در این بخش از سیستم بطور دقیق شناخته شود. به همین منظور در تحقیق حاضر به مدلسازی عددی جریان فاضلاب در تقاطع منهول ها با استفاده از نرم افزار فلوئنت پرداخته می شود. نتایج مدلسازی با نتایج آزمایشگاهی محققین دیگر مورد بررسی قرار گرفته است. این نتایج نشان دهنده سه نوع موج می باشد که در مدل آزمایشگاهی نیز این سه موج دیده شده است. ارتفاع نسبی هر یک از این موج ها به صورت تابعی از عدد فرود شاخه جانبی با مدل آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است که نتایج مدل عددی و آزمایشگاهی دارای تطابق قابل قبول می باشد.

چکیده در این مطالعه برای مدلسازی جریان آب زیرزمینی ناپایدار و ایزوتروپ و بدست آوردن تغییرات ارتفاع آب از روش حجم محدود با شبکهبندیهای چهارگوشه با اضلاع متعامد استفاده شده است. فرضیات مورد استفاده در این تحقیق فرضیات دوپویی-فروشهایمر است. روش عددی مورد استفاده کاملاً ضمنی است و متغیرها در مرکز یک تابع خطی بین دو نقطه گرهی است. دقت مکانی در این کار از h سلول در نظر گرفتهشدهاند، که در آن مرتبه دوم و دقت زمانی از مرتبه اول است. برای پیادهسازی مدل از دادههای یک منطقه واقعی استفاده شده- است، که منطقه بوآایز در کامپالا در کشور اوگاندا است.

امروزه با توجه به کمبود و بحران آب، مسائل مربوطه، در زمینه آب و آبرسانی اهمیت ویژه ای پیدا کرده است. نقش آب از دیرباز مهم بوده است و به عنوان یکی از موضوعات چالش برانگیز مطرح می شود. با افزایش روز افزون جمعیت و پیشرفت صنایع، نیاز به آبرسانی کافی و با کیفیت، ضروری می شود. مهم ترین مسئله ای که در سیستم توزیع آب مطرح است برابری عرضه و تقاضا می باشد. از شبکه توزیع آب انتظار می رود که در طول شبانه روز در تمامی نقاط، آب به مصرف کنندگان به اندازه کافی و با فشار مناسب برساند. با بررسی به وظایف مخازن، اهمیت و تاثیر تانک ها نسبت به دیگر اجزای آبرسانی مشخص می شود. از آن جایی که احداث مخازن در پروژه های آبرسانی هزینه های زیادی را در برمی گیرد؛ باید اطلاعات کاملی از اهداف، تاسیسات، عملکرد و بهینه سازی آن داشت. در صورتی که طراحی بهینه نباشد در دوران بهره برداری مشکلات بیشتری پیش رو است که برای اصلاح آن باید هزینه های زیادی پرداخته شود. با تمام این تفاسیر لزوم بهینه سازی مشخص می شود. در این مطالعه نقش مخازن در شبکه توزیع آب نشان داده شده است و با بهینه سازی های صورت گرفته، سعی شده بهره برداری در بهترین حالت ممکن قرار گیرد. به این منظور که با توجه تعیین جایگاه و حجم مخزن، قیود هیدرولیکی تا حد امکان رعایت شود. این تحقیق در دو بخش انجام شده است، ابتدا سرانه مصرف آب در شهر سرخه با توجه به آمار جمعیتی مشخص می شود. با توجه به میزان تقاضا و دوره طرح، حجم مخزن مورد نیاز محاسبه می شود. سپس در شبکه ای دیگر با اطلاعات در دسترس و با موازی سازی الگوریتم ژنتیک و نرم افزار epanet، شبکه ارزیابی می-شود. از نتایج بدست آمده در این قسمت می توان به مکان یابی بهینه جایگاه مخزن، تعیین حجم مخزن اشاره کرد. این در حالی است که با توجه به محدودیت مالی در پروژه ها هزینه های مورد نظر در روند بهینه سازی به حداقل ممکن کاهش می یابد.

موج شکن ها سازه هایی هستند که برای حفاظت از سواحل در برابر برخورد امواج دریا ساخته می شوند. هدف اصلی احداث موج شکن ها حفاظت از تاسیسات ساحلی و ایجاد محیط آرام در سواحل به منظور بارگیری و تخلیه ایمن شناورها می باشد. موج شکن ها انواع مختلفی دارند که رایج ترین آن ها موج شکن های توده سنگی هستند. در این تحقیق عملکرد موج شکن های توده سنگی تحت اثر امواج و پدیده روگذری در موج شکن های توده سنگی مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی روگذری جریان موج از تاج موج شکن، از مدل عددی ناویر استوکس متوسط گیری شده زمانی استفاده شده است و جریان روی موج شکن شبیه سازی شده است. شبیه سازی و حل معادلات حاکم به روش دینامیک سیالات محاسباتی صورت گرفته است. معادلات حاکم به روش حجم محدود روی شبکه محاسباتی منقطع شده اند و برای پیگیری سطح آزاد جریان از روش حجم سیال استفاده شده است. برای بررسی روگذری جریان از تاج موج شکن، عوامل موثر در دو دسته عوامل محیطی مانند نوع موج و مشخصات موج، و عوامل فیزیکی مربوط به سازه موج شکن مانند ارتفاع تاج موج شکن، عرض تاج و تخلخل، بررسی شده است و اثر هر یک از این عوامل روی میزان روگذری مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور صحت سنجی مدل عددی استفاده شده، نتایج شبیه سازی های عددی با نتایج آزمایشگاهی مربوطه مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که در بین عوامل موثر محیطی، عامل ارتفاع موج و در عوامل مربوط به هندسه سازه، ارتفاع آزاد موج شکن نقش مهمی در میزان روگذری جریان ایفا می کند.

برخورد رژیم های مختلفی از جریان بوده که ممکن است در نقاط تقاطع این شبکه ها با یکدیگر برخورد نمایند. هدف اصلی در تحقیق حاضر مدل سازی این نوع از برهم کنش های جریان سیال، با مقطع مستطیلی، با استفاده از معادلات آب های کم عمق می باشد. مدل عددی ارائه شده از حل ریمان تقریبی hllc مرتبه اول، با قابلیت انتشار بر روی سطوح خشک، بهره می گیرد و قادر است برخورد جریانهای مختلف را بر روی سطح خشک شبیه سازی نماید