دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
“M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی عمران – سازه های هیدرولیکی
عنوان:
ترکیب شبکه بندی های ورونوی و دلاینی در روش حجم محدود برای مدل کردن جریان روی سرریز پلکانی
چکیده
سرریز پلکانی از دیرباز در بناهای آبی کاربرد داشته است و در سال های اخیر با ظهور تکنولوژی ساخت سد توسط بتن غلتکی (RCC) استفاده از این نوع سرریزها توسعه زیادی یافته است. برای بررسی مشخصات میدان جریان روی این سازه هیدرولیکی می توان از روش عددی حجم محدود استفاده نمود. اولین مسأله در یک روش عددی گسسته سازی ناحیه مورد مطالعه می باشد. این کار می تواند توسط انواع شبکه بندی ها و از جمله شبکه بندی ورونوی که نوعی شبکه بندی ساختار نیافته است انجام شود. شبکه بندی ورونوی به علت ویژگی های ممتازی که دارد، مدل بهتری از ناحیه پیوسته ارائه می دهد ولی با این وجود در مطالعات عددی کمتر مورد توجه قرار گرفته. در این تحقیق معادلات حاکم بر جریان آب روی سرریز پلکانی توسط روش حجم محدود و شبکه بندی ورونوی گسسته سازی شده اند. کدی به نام FDC در محیط نرم افزار MATLAB 2008 نوشته شده که با زوج شدن با نرم افزار GAMBIT توانایی مدل سازی هر نوع هندسه ای را با المان ورونوی، دارا می باشد. مشخصات جریان روی سرریز پلکانی که گونزالز و چانسون در سال 2005 در دانشگاه کوئینزلند استرالیا ساخته و مورد بررسی قرار داده اند و نیز مشخصات جریان روی یک پله، توسط کد FDC محاسبه شده است. برای ارزیابی نتایج مدل سازی از نرم افزار FLUENT 6.0 استفاده شده. در نهایت نتایج به دست آمده از کد FDC و نرم افزار FLUENT 6.0 توسط نرم افزار SPSS 14.0 و آزمون آماری غیر پارامتری من ویتنی U مقایسه شده اند. نتایج مقایسه ها و نیز مقادیر متوسط عدم بالانس جرم نشانده صحت معادلات گسسته شده توسط شبکه بندی ورونوی و کارکرد صحیح، دقیق و سریع کد FDC بوده اند. در بررسی جریان روی سرریز پلکانی مدل شده علیرغم اینکه نتایج به دست آمده از نظر آماری در سطح 1% تفاوت معنی داری نداشته اند، کد FDC توانسته با 600 تکرار و 2032 المان ورونوی عدم بالانس متوسط جرم را به 5-10*2/1 برساند ولی نرم افزار FLUENT 6.9 توانسته با 2500 تکرار و 3692 المان مثلثی مقدار عدم بالانس متوسط جرم را به 5-10*5/3 برساند، بیش از دو برابر مقدار مشابه در کد FDC. در مدل سازی جریان روی یک پله کد FDC توانسته با 453 المان ورونوی و 500 تکرار حضور دو گردابه در زاویه پله را نشان دهد و مقدار عدم بالانس متوسط جرم را به 5-10*6/5 برساند، ولی نرم افزار FLUENT 6.0 با 804 المان مثلثی و 1400 تکرار تنها حضور گردابه قوی تر را نشان داده و مقدار عدم بالانس متوسط جرم را به 3-10*2/0 رسانده است، بیش از سی برابر مقدار مشابه در کد FDC.
مقدمه
مکانیک سیالات به عنوان یکی از قدیمی ترین شاخه های علم فیزیک، اساس درک بسیاری از علوم کاربردی و مهندسی بوده و در ارتباط با حرکت جریان و تعادل سیالات تحقیق و بررسی می کند این علم موضوع بسیاری از علوم به ویژه بیولوژی، مهندسی پزشکی، فیزیک سماوی، فیزیک پلاسما، اقیانوس شناسی و شیمی – فیزیک می باشد. از قرن نوزدهم که هیدرولیک به صورت یک علم در مهندسی عمران و آرشیتکت کشتی عنوان شد، دامنه مکانیک سیالات به طور مداوم در مهندسی گسترش یافته است. توسعه مهندسی آیروناتیک (هوافضا)، مکانیک و بیوشیمی در دهه های گذشته از یک طرف و جستجوهای علمی در فضا در چهل سال گذشته از طرف دیگر، تحرک بسیار زیادی در مکانیک سیالات به وجود آورده است، به طوری که در حال حاضر به عنوان یکی از مطالب بسیار مهم کلی و پایه های اصلی علوم می باشد.
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند