شبیه سازی عددی الگوی جریان و توزیع فشار آب در پرتاب کننده های جامی شکل

اختصاصی از کوشا فایل شبیه سازی عددی الگوی جریان و توزیع فشار آب در پرتاب کننده های جامی شکل دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

چکیده:
پرتاب کننده های جامی شکل یکی از انواع مهم مستهلک کننده ها می باشند و نقش استهلاک انرژی جریان در سرریز ها را به عهده دارند و در صورتی که نتوانند وظیفه خود را به نحو درست انجام دهند، خسارات غیر قابل جبرانی ممکن است به بار بیاید. برای طراحی درست این پرتاب کننده ها لازم است که پارامتر های مختلف از جمله سرعت، فشار وغیره به درستی روی آن شناسایی و تحلیل شوند. در این پروژه بعد از معرفی نقش و عملکرد سازه های پرتاب کننده جامی شکل در استهلاک انرژی جریان روی سرریزها، خصوصیات هیدرولیکی و هندسی آن مورد بحث و بررسی قرار گرفته است و با توجه به اینکه ساخت مدل های فیزیکی این پرتاب کننده ها برای پیش بینی وتحلیل نحوه عملکرد واقعی آن، وقت گیر و پرهزینه که یک نرم افزار محاسباتی دینامیک Flow-3D است، این مدل سازی به صورت عددی و توسط نرم افزار سیالات است، انجام شده است و تمامی خصوصیات هندسی و هیدرولیکی سازه به مدل کامپیوتری وارد گردیده است تا در زمان کمتر و با صرف هزینه کمتری نتایج مشابه بدست بیاید. مدل سازی ابتدا برای سرریز و پرتاب کننده سد جره انجام داده شده و با در دست داشتن اطلاعات موجود مربوط به مدل فیزیکی، نتایج حاصل از مدل سازی کامپیوتری با آن مقایسه شده و نتایج ما با آن تطابق بسیار خوبی داشته است و این اصل اثبات شده است که می توان به جای مدل سازی فیزیکی از این پس از مدل سازی کامپیوتری برای تحلیل وضعیت فشار و عمق وسرعت روی پرتاب کننده استفاده کرد. در مرحله بعد، مدل سازی برای شعاع های مختلفی از پرتاب کننده انجام شد. این مدل سازی ها به صورت دو بعدی و سه بعدی تکرار شدند و برای نقاط مختلف موجود روی پرتاب کننده نمودارهایی بدست آمد که حاصل از تست تحلیل حساسیت بوده و نشان دهنده نسبت فشار بدست آمده از تحلیل سه بعدی به فشار بدست آمده از تحلیل دو بعدی مربوط به همان نقطه مورد بررسی می باشند. این نسبت ها ضریب ۲٫۵ بعدی نامیده شده اند. همچنین نمودار ها و روابطی با توجه به نسبت های بدون بعد هندسی برای ایجاد رابطه بین نتایج مدل سازی دو بعدی با سه بعدی ارائه شده اند. در مرحله آخر نیز با توجه به اندازه های بدست آمده مربوط به توزیع فشار روی مدل دو بعدی و سه بعدی، و برنامه شبکه عصبی رابطه ای بین این داده ها برقرار شد و با استفاده از هر MATLAB توسط نرم افزار ٢ شعاع دلخواه از پرتاب کننده جامی و هرمقطع مورد نظر روی جام و همچنین مقدار فشار حاصل از مدلسازی دو بعدی آن می توان نتایج دقیق مربوط به مدلسازی سه بعدی را به کمک فرمول بدست آمده و ارائه شده بدست آورد. در نتیجه این تحقیق می تواند کمک زیادی در این زمینه نمایند که به جای انجام مدل سازی سه بعدی و صرف وقت چندین برابر مدل سازی دوبعدی، از این پس مدل سازی کامپیوتری را به صورت دو بعدی انجام دهیم و با توجه به نقاط مورد نظر روی پرتابه و پارامتر های بررسی شده متناسب، از نمودار یا روابط مربوطه استفاده کرده و با ضریب اصلاحی بدست آمده یا فرمول ارائه شده نتیجه دو بعدی را به نتیجه تحلیل سه بعدی و دقیق تر نزدیک بنماییم.

فهرست مطالب


فصل اول .............................................................................................. 4
کلیات تحقیق و ساختار پایان نامه................................................................ 4
1-1 : کلیات.......................................................................................... 5
2-1 : ساختار پایان نامه.................................................................................. 6
فصل دوم.............................................................................................. 8
مروری بر مطالعات انجام شده در ارتباط با موضوع تحقیق ................................... 8
2-1 : مقدمه: .............................................................................................. 9
2-2 : تاریخچه مطالعات.................................................................................. 9
2-2-1 : مطالعات آزمایشگاهی....................................................................... 9
2-2-2 : مطالعات تحلیلی........................................................................... 11
2-2-3 : تحقیقات عددی............................................................................ 12
فصل سوم ........................................................................................... 28
زمینه های علمی تحقیق.......................................................................... 28
-3-1 مقدمه............................................................................................. 29
-3-2 روشهای استهلاکانرژی در سد های بلند.................................................. 29
-3-3 روشهای استهلاکانرژی متمرکز جریان آب ............................................... 30
-3-3-1 استهلاکانرژی به کمکپخشجت: ...................................................... 31
-3-3-2 انواع سیستم های استهلاک انرژی از دیدگاه استاندارد اداره مهندسی ارتش
32 ......................................................................................... : [ آمریکا[ 31
32 .......... :[ 3-3-3 تقسیم بندی انواع مستهلک کننده ها ی انرژی از دیدگاه گریشین[ 28
ز
34 ................. : [ -3-3-4 تقسیم بندی مستهلک کننده های انرژی از دیدگاه میسون [ 37
-3-4 محدودیت استهلاکانرژی..................................................................... 35
-3-5 پرتاب کننده جامی:............................................................................. 37
-3-6 جام یا قاشقک پرشاسکی .................................................................... 39
-3-6-1 انواع جام................................................................................... 39
-2-6-3 هندسه و خصوصیات هیدرولیکی جام.................................................. 41
-7-3 رفتار جت در اتمسفر:............................................................................ 50
54 .................................: [39- -1-7-3 ورود هوا به جریان روی تنداب تا لبه جام[ 16
-2-7-3 ورود هوا به جت خروجی از جام:....................................................... 55
59............................................................................................... فصل 4
59 ................................................................... FLOW-3D تحلیل عددی با نرم افزار
-4-1 مقدمه ............................................................................................. 60
-4-2 تاریخچه ........................................................................................... 60
-4-3 معادلات حاکم..................................................................................... 61
-4-3-1 سیستمهای مختصات...................................................................... 61
-4-3-2 معادله پیوستگی جرم...................................................................... 62
-4-3-3 معادلات مومنتوم........................................................................... 63
-4-3-4 تنشهای روی دیواره: ..................................................................... 65
-4-3-5 افت اغتشاشی جریان...................................................................... 65
-4-3-6 سطوح مشترک و سطوح آزاد............................................................. 66
-4-3-7 معادله انرژی سیال........................................................................ 67
-4-3-8 مدلهای آشفتگی.......................................................................... 67
-4-3-9 ویسکوزیته آشفتگی....................................................................... 68
-4-3-10 معادله انرژی جنبشی آشفتگی......................................................... 69
-4-3-11 مدل رسوب.............................................................................. 70
ح
70 .......................................................................FLOW-3D -4-4 کلیات نرم افزار
70 ............................ [26] Semi – Lagrangain VOF Advection -4-4-1 استفاده از روش
-4-5 استفاده از سیستم شبکه بندی چندگانه....................................................... 72
-4-6 روشکسر مساحت – حجم مانع :.............................................................. 72
-4-7 تقریبات عددی................................................................................... 73
-4-8 شرح روشحل عددی........................................................................... 75
75 ......................................................FLOW-3D -4-9 مدلسازی ورود هوا در نرم افزار
77 ......................................FLOW-3D -4-10 خصوصیات خاصو منحصر به فرد نرم افزار
78 .......................................................FLOW-3D 4-11 موارد کاربرد صنعتی نرم افزار
4-12 مدل سازی:...................................................................................... 79
4-12-1 هدایت گر:................................................................................ 79
-4-12-2 نصب مدل:............................................................................... 79
-4-12-3 شبیه سازی: ............................................................................. 85
-4-12-4 تحلیل: .................................................................................... 86
-4-12-5 نمایشگر.................................................................................. 87
88 ............................................................................................... فصل 5
مدل سازی عددی و کالیبراسیون.............................................................. 88
-5-1 مقدمه............................................................................................. 89
-5-2 مشخصات سازه مورد مطالعه:................................................................... 89
-5-2-1 مشخصات سازه ای سرریز............................................................... 90
-5-2-2 خصوصیات هیدرولوژیکی سد مورد مطالعه ما به شرح زیر می باشد : ............... 91
-5-3 مدل فیزیکی................................................................................... 91
-5-3-1 مشخصات پرتاب کننده در مدل فیزیکی:.............................................. 94
-5-3-2 معرفی مقاطع اندازه گیری عمق آب و سرعت.......................................... 95
-5-4 مدل سازی در نرم افزار:......................................................................... 98
ط
-5-4-1 ارائه گام های زمانی بر اساس اندازه شبکه های مش بندی برای حصول به
پایداری:............................................................................................... 99
-5 معادله انفصال برای وضعیت دو بعدی.............................................................................. 99 -4 -1-1
-5 معادله انفصال برای سه بعدی..................................................................................... 101 -4 -1-2
-5 حل معادلات جبری................................................................................................ 102 -4 -1-3
-5-5 اتمام مدل سازی ................................................................................ 106
-5-6 تست تحلیل حساسیت:......................................................................... 111
-5-7 بکارگیری شبکه عصبی در ارزیابی فشار روی پرتاب کننده در حالتسه بعدی........... 124
-5-7-1 مقدمه: ........................................................................................ 124
-5-7-2 داده های ورودی و هدف.................................................................... 124
-5-7-3 روشکار در شبکه عصبی................................................................... 124
فصل ششم........................................................................................ 128
نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات برای تحقیقات آتی........................................ 128
6-1 : جمع بندی و نتایج تحقیق..................................................................... 129
6-2 : ارائه پیشنهاد برای تحقیقات آتی.............................................................. 132
منابع و مراجع .................................................................................... 133
منابع و مراجع.......................................................................................... 134