خطوط لوله برای انتقال نفت و گاز از سکوهای نفتی فرا ساحل به ساحل در محیط دریایی نصب می شوند وجود لوله باعث می شود که میدان جریان در اطراف لوله تغییر کند. این تغییرات موضعی در جریان در نهایت باعث افزایش تنش برشی و همچنین سطح آشفتگی می شود. در نیتجه ظرفیت انتقال رسوب به طور موضعی در اطراف لوله افزایش می یابد و یاعث شسته شدن خاک زیر لوله می شود و لوله در قسمتهای یی از طول خود بدون اتکا باقی می ماند در نتیجه در اثر نیروی وزن و نیروهای هیدرودینامیکی در معرض شکست قرار می گیرد که می تواند منجر به خسارات مالی و زیست محیطی مهلکی شود. به دلیل اهمیت این موضوع محقیین زیادی در طول سه دهه اخیر بر روی فرایند آبشستگی زیر لوله کار کرده اند به طور کلی می توان مطالعه بر روی این فرایند را به دو دسته 1- مدلهای فیزیکی آِمایشگاهی و 2- مدلهای عددی تقسیم کرد برای بررسی چنین پدیده ای پیچیده ای تحقیقات فیزیکی متعددی صورت پذیرفته است اما این مدل ها در اندازه گیری بسیاری از پارامترها مقرون به صرفه نبوده و امکانات و ابزارها موجود غالبا برای اندازه گیری و ثبت کلیه داده ها محدود بوده است و ضمنا امکان درک صحیح از هیدرودینامیک حاکم چه در میدان جریان و چه در انتقال رسوب ناشی از آن را فراهم نمی آورند از طرف دیگر با پیشرتفتی که در چند دهه اخیر در علوم رایانه ای حاصل آمده مدلهای عددی متعددی بمنظور طرح و بررسی پدیده آبشستی زیر این خطوط لوله بوجود آمده اند مدلهای عددی شبیه سازی پدیده آبشستگی زیر لوله خود به دو دسته 1- مدلهای تکفاز و 2- مدلهای دو فاز تقسیم می شوند خود مدلهای تکفاز به دو گروه 1- مدلهای پتانسیل جریان (مدلهای قدیمی تر ) و 2- مدلهای آشفتگی دسته بندی می شوند و مدلهای دو فاز به دو گروه 1- مدلهای اویلری –اویلری و 2- مدلهای اویلری –لاگرانژی طبقه بندی می شوند مدلهای پتانسیل جریان توانایی شبیه سازی تشکیل و انتشار چرخابه ها را در پشت لوله ندارند بنابراین این دسته مدلها در پیش بینی شکل حفره آبشستگی دچار خطای زیادی هستند مدلهای آشفتگی و مدل دو فاز اویلری –اویلری اگر چه قادر هستند این چرخابه ها را در میدان جریان شبیه سازی کنند و لی به دلیل عدم شبیه سازی مناسب مجموعه دانه ای ذرات رسوب دچار نقطه ضعف می باشند در واقع این مدلها نمی توانند بی نظمی حرکات ذرات و اندرکنش ذره –ذره –سیال و ذره

تاثیر عوامل محیطی و فرایندی متعدد در تالاب ها پیش بینی عملکرد آنها در فرایندهای تصفیه ای را دشوار ساخته است. یکی از فاکتورهای چالش برانگیز در بررسی عملکرد تصفیه ای تالاب ها تغییرات دمایی و فصلی می باشد تاثیر تغییرات فصلی ودمایی بر تالاب ها در جوامع مختلف محل اختلاف فراوان می باشد . هدف از مطالعه حاضر بررسی عملکرد رودخانه های تالابی در فصول سرد می باشد رسیدن به یک نتیجه مشخص در این زمینه مستلزم انجام مدیریت مناسب مطالعات می باشد به این معنی که انتخاب فاکتور مورد مطالعه مشخص نمودن نوع تالاب و روش تحقیق حایز اهمیت فراوانی می باشد در تحقیق حاضر نتایج مطالعات میدانی و شبیه سازی ریاضی mike11 جهت مطالعه عملکرد رودخانه های تالابی مورد بررسی قرار گرفته است. نظر به اهمیت تالاب های طبیعی به عنوان حلقه واسط منابع تولید و پذیرنده و نیز جایگاه زیستی انواع گونه های گیاهی و حیوانی آنها این نوع از تالاب ها به عنوان موضوع تحقیق انتخاب گردید. بدین منظور رودخانه سقز به دلیل تغییرات فصلی کاملا مشهود و نیز وجود گستره بالایی از تالاب های طبیعی در اطراف آن و همچنین سابقه تحقیقاتی منطقه مورد مطالعه مطالعاتی مناسبی بوده و تحقیقات بر روی این رودخانه آغاز گردید. نیترات و bod نیز به دلیل جایگاه مواد آلی و مغذی در تالاب ها و نیز مشکلاتی که این فاکتورها در اکوسیستم های طبیعی بوجود می اورند به عنوا ن شاخص های آلودگی در نظر گرفته شده اند. mike11 به عنوان گزینه مناسب در انتخاب مدل ریاضی جهت شبیه سازی مورد استفاده قرار گرفته است. مطلاعات گوناگون باهدف موضوع این تحقیق برروی نیترات نتایج مشابه و در مورد bod نتایج متفاوتی را بر داشته است. این مطالعات نشان می دهند که راندمان حذفی نیترات تالاب ها در ماههای سرد کاهش می یابد و در مورد bod بسته به شرایط محیطی حاکم بر اکوسیستم نتایج متفاوتی ارایه گردیدهاست. مطالعات موجود در این زمینه به صورت نتایج میدانی و مدل سازی عددی ارایه گردیده است. نتایج مطالعات حاضر بیانگر کاهش روند حذفی رودخانه تالابی سقز با نزدیک شدن به فصل سرما می باشد کاهش حذف نیترات و bod در دوره مهر تا دی ماه کاملا مشهود می باشد.

بروز پدیده های طبیعی در مناطق ساحلی که خارج از اراده بشر است همراه با عوامل انسانی که ناشی از گسترش ساخت و ساز در این مناطق می باشد در کوتاه مدت یا بلند مدت منجر به تخریب و وارد آمدن صدمات زیست محیطی در نواحی ساحلی شده است. فرسایش سواحل بارزترین این صدمات می باشد که در بسیاری از موارد زندگی جوامع بشری را به مخاطره انداخته است. از زمانهای گذشته راهکارهای بسیاری در جهت حفاظت از سواحل ارایه شده است که هر یک دارای مزایا و معایب متفاوتی بوده اند. ساخت موجشکن های مستغرق یکی از جدیدترین این روشها می باشد که در سالهای اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در این پایان نامه با شبیه سازی عددی میدان جریان در اطراف موجشکن های مستغرق به مطالعه مکانیزم شکست موج و استهلاک انرزی ناشی از تشکیل چرخابه ها و بررسی ارتفاع امواج تشکیل شده در پشت سازه پرداخته شده است در مدل عددی استفاده شده از معادلات ناویر استوکس متوسط گیری شده زمانی رینولدز rans برای محاسبه میدان جریان مدل وابسته آشفتگی k-3 برای تعیین کمیتهای آشفتگی و نیز از روش حجم سیال vof برای تعیین موقعیت سطح آزاد سیال استفاده شده است. معادلات به کار گرفته شده در این مدل با استفاده از الگوریتم سیمپل برای حل هم زمان معادلات سرعت-فشار و ورش گسسته سازی تفاضلهای محدود در دو بعد حل شده است برای میدان جریان از شرایط مرزی لغزش آزاد در کف و شرایط مرزی کینماتیکی و سینماتیکی در سطح آزاد استفاده شده است و درحل معادلات آشفتگی نیز شرایط مرزی لگاریتمی دیوار برای کف و شرایط مرزی بدون پخش در سطح آزاد به کارگرفته شده است. همچنین در مرزهای ورودی و خروجی از شرایط ورودی موج بدون انعکاس wrib برای تولید و خروج امواح بدون انعکاس در داخل محدود محاسباتی استفاده شده است.

پیدایش دهانه آزاد بعلت ناهمواری های بستر دریا و یا در اثر پدیده آبشستگی مسئله ای اجتناب ناپذیر برای خطوط لوله فراساحلی که بصورت غیر مدفون بر روی بستر دریا قرار گرفته اند، می باشد. در اثر ایجاد دهانه آزاد، مسئله رخ دادن جریانات گردابه ای در پیرامون این خطوط و اندرکنش نیروهای دینامیکی وارده از طرف سیال به خطوط، امکان ایجاد پدیده تشدید را افزایش می دهد. بمنظور جلوگیری از رخ دادن این پدیده که مشکلاتی نظیر گسترش خستگی و خرده شدن بتن پوششی را در خط لوله ایجاد می نماید. آئین نامه های مختلف محدود نمودن میزان طول دهانه آزاد را یه میزان طول مجاز توصیه نموده اند. محدود نمودن طول دهانه آزاد به میزان مجاز از دو دیدگاه سازه ای به معنی تعیین بسامد طبیعی و هیدرولیکی به معنی تعیین میزان بسامد نیروهای خارجی قابل بررسی است که در این خصوص محققین مختلف مطالعات گسترده ای را انجام داده اند. از آنجائیکه مسئله تعیین دهانه آزاد برای خطوط لوله فراساحلی نسئله اندرکنش سازه و سیال می باشد. نیاز به مطالعه این پدیده از دو جنبه مذکور در کنار یکدیگر بصورت دقیق و کاربردی منسئله ای لازم و ضروری است. در این تحقیق، ابتدا با کمک دیدگاه های مختلف در خصوص تعیین بسامد طبیعی خط لوله، نحوه محاسبه میزان و عوامل موثر در آن با دقت بررسی گردیده و سپس با ارائه فرمول های ساده جدیدی میزان بسامد طبیعی خط لوله با دقت بالاتری نسبت به سایر روش های تخمینی گذشته بیان می گردد. در ادامه تحقیق با شبیه سازی عددی میدان جریان با استفاده از معادلات rans و مدل آشفتگی k- در پیرامون خط لوله، الگوی دینامیکی نیروهای خارجی وارده بر خط لوله به صورت یک مدل ریاضی بیان گشته که طراح با کمک آن براحتی می تواند میزان بسامد نیروی دینامیکی خارجی و معادله دقیق عملکرد آن را تعیین نماید. در نتیجه با مطالعه این تحقیق طراح قادر خواهد بود با مقایسه بسامد طبیعی خط لوله و میزان بسامد خارجی موثر بر خط لوله طول دهانه مجاز برای خطوط لوله غیر مدفون به منظور جلوگیری از رخداد پدیده تشدید تعیین نماید.