پایان نامه شبیه سازی هیدرولوژیک فرایند تشکیل جریان سطحی در حوضه آبریز

پایان نامه شبیه سازی هیدرولوژیک فرایند تشکیل جریان سطحی در حوضه آبریز

چکیده :

در هیدرولوژی کاربردی، پیش بینی پیک سیلاب یـک آبراهـه یـا رودخانـه بـه علـت وابسـتگی زمـانی و مکـانیمتغیرهای هیدرولوژیکی نظیر پارامترهای هواشناسی و تغییر پـذیری مکـانی توپـوگرافی، نـوع خـاک و کـاربریاراضی فرایندی بسیار پیچیده است. در مدل های هیدرولوژیکی یکپارچه برای دسترسی بـه یـک شـرایط سـاده ،خصوصیات حوضه آبریز در کل گستره آن بطور یک جا در نظر گرفته می شود و میـانگین یـا براینـد هـر یـک ازپارامترها برای ورود به مدل و محاسبات مورد استفاده قرار می گیرد. حـال آنکـه مـدل هـای تـوزیعی، تغییـراتمکانی کلیه خصوصیات حوضه آبریز را در سراسر آن مورد توجه قرار می دهنـد . در سـال هـای اخیـر اسـتفاده ازمدل های توزیعی در پیش بینی سیلاب و محاسبات بارش رواناب رشـد چشـمگیری داشـته اسـت. پیشـرفت درسرعت پردازش داده ها و بکارگیری مدل رقومی ارتفاعی(DEM) ، داده هـای نـوع خـاک و کـاربری اراضـی درقالب سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) ، زمینه مناسبی را در تحقیقات هیدرولوژیکی برای نگرش مکانمنـد بـهمسائل مرتبط با چرخه هیدرولوژیکی و حل معادلات ریاضی حاکم بر آن فراهم ساخته است.

در مدل های هیدرولوژی با ساختار رستری، حوضـه توسـط شـبکه ای از سـلول هـا بـه اجـزاء کـوچکتر تقسـیممی شود و پارامترهای مدل بر پایه خصوصیات فیزیکی زمین، خاک و پوشش گیاهی که در هر سلول وجـود داردبه آن نسبت داده می شود. بارندگی و سایر داده های هواشناسی نیز بر هر سلول اعمال شده و رواناب حاصـله درمسیر جریان تا آبراهه روندیابی می شود. با این روش مدل توزیعی قادر اسـت فراینـدهای هیـدرولوزیکی حوضـه آبریز را با در نظر گرفتن تغییرات مکانی و زمانی پارامترها مورد پردازش قرار دهد.

در این تحقیق سعی بر آن است تا ضمن بیان معادلات حاکم بر مدل های توزیعی و نحوه عملکرد آنها، چگـونگیبکارگیری مدل توزیعی در برآورد سیلاب حوضه های آبریز بر پایه سامانه اطلاعـات جغرا فیـایی (GIS) و توانـاییاین مدل ها در پیش بینی سیلاب و محاسبات بارش رواناب مورد مطالعه قرار گیرد.

فهرست مطالب

عنوان صفحه

چکیده ..................................................................................................................................................................1

فصل اول: کلیات ................................................................................................................................................2

1-1- مقدمه ....................................................................................................................................................... 3

1-2- فواید مدل سازی به روش توزیعی ...................................................................................................... 4

1-3- معرفی مدل توزیعی .............................................................................................................................. 5

1-4- بیان ریاضی مدل توزیعی ..................................................................................................................... 7

1-5- فرایند تشکیل جریان سطحی ............................................................................................................. 9

1-5- 1- مازاد نفوذ ............................................................................................................................... 9

1-5- 2- مازاد اشباع ............................................................................................................................ 12

1-6- زبری هیدرولیکی ................................................................................................................................... 13

1-7- شبکه آبراهه ای و قدرت تفکیک مکانی ........................................................................................... 14

1-8- توزیع مکانی بارش ................................................................................................................................. 14

1-9- واسنجی مدل توزیعی ........................................................................................................................... 15

1-10- اهداف تحقیق ...................................................................................................................................... 15

فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته .......................................................................................................... 17

2-1- مقدمه ....................................................................................................................................................... 18

2-2- استفاده از مدل های توزیعی در شبیه سازی فرایند تشکیل جریان سطحی ............................ 18

2-2- 1- سابقه تحقیق در زمینه مدل توزیعی GSSHA ............................................................. 21

2-3- سابقه تحقیق در زمینه مقایسه مدل های توزیعی و یکپارچه ...................................................... 23

فصل سوم: مبانی RS ،GIS وکاربرد آنها در مدل های توزیعی ............................................................... 25

3-1- مقدمه ....................................................................................................................................................... 26

3-2- سیستم اطلاعات جغرافیایی (_GIS) ................................................................................................... 27

3-2- 1- تعریف ..................................................................................................................................... 27

3-2- 2- ساختار داده ها در GI_S ....................................................................................................... 30

3-2- 3- تصویر سازی .......................................................................................................................... 31

3-2- 4- مدلهای ارتفاعی رقومی ....................................................................................................... 32

3-2- 5- استخراج شبکۀ آبراهه ها از DEM .................................................................................... 33

3-3- ماژولهای ارائه شده برای پردازش داده های هیدرولوژیک ............................................................. 34

3-3- 1- ماژولهای هیدرولوژیک ARC/INFO .............................................................................. 34

35 ....................... GRASS (Geographic Resource Analysis Support System) -2 -3-3

36 ............................................................................ HEC-GeoHMS و HEC-GeoRAS -3 -3-3

36 .............................................................................. CRWR-PrePro و HECPREPRO -4 -3-3

37 ......................................................... ^{TOPographic ParameteriZation (TOPAZ)} -5 -3-3

37 ................................................................... Watershed Modeling System (WMS) -6 -3-3

3-4- مدلهای توزیعی حوضه های آبریز ........................................................................................................ 38

39 ......................................................................................................................... AGNPS 98 -1 -4-3

39 ............................................................................................................................. CASC2D -2 -4-3

41 ................................................................................................................................ GSSHA -3 -4-3

41 .............................................................................................. HEC-HMS و HEC-RAS -4 -4-3

42 ............................................................. ^{Systéme Hydrologiaue Européen (SHE)} -5 -4-3

43 .................................................................................................................................. SWAT -6 -4-3

44 .................................................................................................................... TOPMODEL -7 -4-3

3-5- سنجش از دور ( RS ) ......................................................................................................................... 44

3-5- 1- تعریف ..................................................................................................................................... 44

3-5- 2- مزایای سنجش از دور ......................................................................................................... 45

3-5- 3- علائم طیفی پدیده ها ........................................................................................................ 46

3-5- 3-1- انعکاس طیفی گیاهان .............................................................................................. 47

3-5- 3-1-1- شاخص گیاهی تفاضلی نرمال شده ( _NDVI ) ...................................... 48

3-5- 3-2- انعکاس طیفی خاک ................................................................................................. 49

3-5- 3-3- انعکاس طیفی آب ..................................................................................................... 50

3-5- 4- سیستم های سنجش از دور .............................................................................................. 51

3-5- 4-1- سری ماهواره های لندست ...................................................................................... 51

3-5- 5- تهیه تصاویر رنگی ترکیبی ................................................................................................. 52

3-5- 6- استخراج اطلاعات مفید از داده های دور سنجی .......................................................... 54

3-5- 6- 1- تفسیر چشمی ............................................................................................................ 54

3-5- 6- 2- تجزیه و تحلیل رقومی ............................................................................................ 54

3-5- 6- 2-1- طبقه بندی نظارت شده ..................................................................................... 55

3-5- 6- 2-2- روشهای طبقه بندی بدون نظارت .................................................................... 57

فصل چهارم: مدل سازی فرایند تشکیل رواناب سطحی ........................................................................... 58

4-1- مقدمه ....................................................................................................................................................... 59

4-2- مدل توزیعی GSSHA .......................................................................................................................... 59

4-2- 1- روندیابی صریح جریان در کانال .................................................................................... 62

4-2- 2- روندیابی جریان سطحی .................................................................................................. 64

4-2- 3- مدل نفوذ گرین و امپت ................................................................................................... 67

4-3- مدل یکپارچه کلارک ............................................................................................................................ 69

4-3- 1- روش نفوذ سازمان حفاظت خاک (SCS) ........................................................................ 70

4-3- 2- روندیابی رواناب ..................................................................................................................... 70

4-4- مدل شبه توزیعی کلارک توسعه یافته ............................................................................................ 72

4-5- شبیه سازی بارش در مدل توزیعی .................................................................................................... 74

4-5- 1- روش وزن دهی معکوس فاصله ......................................................................................... 75

4-6- واسنجی و اعتبارسنجی ......................................................................................................................... 77

4-6-1- تابع هدف ............................................................................................................................... 78

4-6-2- واسنجی دستی ..................................................................................................................... 79

4-6-3- واسنجی خودکار ................................................................................................................... 81

فصل پنجم: منطقه مطالعاتی .......................................................................................................................... 82

5-1- معرفی منطقه مطالعاتی ........................................................................................................................ 83

5-2- برآورد نفوذپذیری و شماره منحنی بصورت توزیعی ....................................................................... 84

5-2- بارش و سیلاب ....................................................................................................................................... 89

5-2- 1- دادههای همزمان بارش– رواناب ....................................................................................... 91

فصل ششم: شبیه سازی رواناب سطحی در منطقه مطالعاتی با استفاده از مدل های GSSHA،

101 ................................................................................................................................... Clark و ModClark

6-1- مقدمه ....................................................................................................................................................... 102

6-2- اجرای مدل توزیعی GSSHA در منطقه مطالعاتی ..................................................................... 102

6-3- اجرای مدل شبه توزیعی ModClark در منطقه مطالعاتی ....................................................... 108

6-4- اجرای مدل یکپارچه Clark در منطقه مطالعاتی .......................................................................... 111

6-5- واسنجی مدل ها ..................................................................................................................................... 113

6-5- صحت سنجی مدل ها ........................................................................................................................... 130

فصل هفتم ........................................................................................................................................................... 135

7-1- نتیجه گیری ............................................................................................................................................ 136

7-1- پیشنهادات ............................................................................................................................................... 137

منابع

منابع فارسی

منابع لاتین

خرید فایل

پایان نامه طراحی مدل تخمین جریان ترافیک بر پایه بکارگیری شبکه های عصبی

پایان نامه طراحی مدل تخمین جریان ترافیک بر پایه بکارگیری شبکه های عصبی

چکیده :

سیستم حمل و نقل هوشمند (ITS)، یکی از راهکارهای حل و تخفیف مشکلات مرتبط با حمل و نقل و ترافیک محسوب می‌شود، این سیستم از بخش‌های مختلف نرم‌افزاری و سخت‌افزاری تشکیل شده است که مدل تخمین جریان ترافیک در کوتاه مدت یکی از این بخش‌ها می‌باشد. این مدل با استفاده از اطلاعات وضعیت فعلی ترافیک هر معبر ( حجم ترافیک عبوری از معبر که توسط سنسورها برداشت می‌شود )، حجم عبوری از معبر در فواصل زمانی کوتاه مدت آتی را پیش‌بینی می‌کند. آگاهی از وضعیت پیش‌بینی شده برای جریان ترافیک در بخش‌های مدیریت ترافیک و اطلاع رسانی به مسافران از اهمیت بسیاری برخوردار است و هدف اصلی این تحقیق نیز ارائه مدل‌هایی برای پیش‌بینی جریان ترافیک در فواصل زمانی ۵، ۱۰، ۱۵ و ۳۰ دقیقه آینده است.

در این تحقیق روشی دو مرحله‌ای برای طراحی مدل پیش‌بینی جریان ترافیک پیشنهاد شده است. در مرحله نخست، با استفاده از روش شبکه‌های عصبی به عنوان یکی از ارکان هوش محاسباتی، از توانایی پیش‌بینی پدیده‌های مختلف برخوردار است، اما این توانایی تنها زمانی حاصل می‌شود که اجزای شبکه عصبی به درستی انتخاب شده و شبکه عصبی با استفاده از روش مناسبی آموزش داده شده باشد. طی این تحقیق ضمن بیان نحوه دستیابی به یک شبکه عصبی مناسب، اجزای مناسب برای مدل‌های پیش‌بینی جریان ترافیک شامل توابع انتقال و روش آموزش تعیین می‌شود.

الگوریتم ژنتیک روشی ابتکاری است که از نحوه تکامل موجودات در طبیعت الهام گرفته شده است و برای حل مسائل بهینه سازی بکار می‌رود. در این تحقیق ضمن بهینه سازی شبکه‌های عصبی به کمک الگوریتم ژنتیک، سهم عملگرهای ژنتیکی و اندازه جمعیت مناسب برای بهینه سازی شبکه‌های عصبی تعیین می‌شود.

فهرست مطالب :

فصل اول : تعریف مساله و کلیات

۱-۱ مقدمه

۱-۲ سیستم حمل و نقل هوشمند و ساختار آن

۱-۳ مدیریت سفر و ترافیک

۱-۳-۱ کنترل ترافیک

۱-۳-۲ سیستم اطلاع رسانی به مسافران

۱-۴ تعریف تخمین کوتاه مدت جریان ترافیک

۱-۵ شبکه های عصبی

۱-۶ بهبود ساختار شبکه عصبی به کمک الگوریتم ژنتیک

۱-۷ هدف از تحقیق

۱-۸ تعریف مساله

۱-۹ فرمول بندی مساله

۱-۱۰ پیشینه تحقیق

فصل دوم : کلیات شبکه های عصبی

۲-۱ مقدمه

۲-۲ شبکه عای عصبی مغز انسان

۲-۳ ساختار یک سلول عصبی ساده

۲-۴ تعریف شبکه های عصبی

۲-۵ توانایی ها و کاربرد شبکه های عصبی

۲-۶ ویژگی های کلی شبکه های عصبی

۲-۷ داده ها در شبکه عصبی

۲-۷-۱ جمعیت و نمونه

۲-۷-۲ مجموعه آموزش، مجموعه اعتبار ستجی و مجموعه تست

۲-۸ توانایی شبکه های عصبی

۲-۸-۱ تابع ترکیب کننده

۲-۸-۲ تابع انتقال

۲-۸-۳ تابع هدف

۲-۹ معیار کارایی شبکه

۲-۹-۱ متوسط خطای مطلق

۲-۹-۲ میانگین خطای نسبی بین خروجی های حقیقی و دلخواه

۲-۹-۳ جذر میانگین مربع خطاها

۲-۹-۴ ضریب همبستگی بین خروجی های حقیقی و خروجی هدف

۲-۱۰ آستانه

۲-۱۱ نحوه شمارش لایه ها

۲-۱۲ شرایط تعمیم موفقیت آمیز

۲-۱۳ انواع شبکه های عصبی

فصل سوم : مروری بر مطالعات پیشین

۳-۱ مقدمه

۳-۲ پژوهش یاسدی

۳-۳ پژوهش ایناما

۳-۴ پژوهش هائو دینگ و همکاران

۳-۵ پژوهش باهر عبدالحی و هیمانشو پروال

۳-۶ پژوهش کارلافتیس و همکاران

فصل چهارم : شبکه های چند لایه از جلو تغذیه شونده و روش آموزش پس از انتشار خطا

۴-۱ مقدمه

۴-۲ شبکه های دولایه ای

۴-۲-۱ نگاشت غیر خطی

۴-۳ قاعده کلی دلتا

۴-۴ تصحیح وزن های لایه خروجی

۴-۵ تصحیح وزن های لایه ورودی

۴-۶ شبکه هایی با خروجی خطی

۴-۷ بسط قاعده کلی دلتا برای شبکه های چند لایه MLF

۴-۸ محاسبات بازگشتی دلتا

۴-۹ الگوریتم پس از انتشار خطا به همراه اندازه حرکت

۴-۹-۱ فرمول افزایش اصلاح شده

۴-۹-۲ تاثیر اندازه حرکت

۴-۱۰ مقادیر اولیه وزن ها

۴-۱۱تعداد لایه های پنهان و تعداد سلول های عصبی

۴-۱۲ مساله مینیمم محلی در تعین وزن ها

۴-۱۳ روش های آموزش

۴-۱۳-۱ آموزش پس از انتشار خطا با نرخ یادگیری متغیر

۴-۱۳-۲ آموزش پس از انتشار خطای انعطاف پذیر

۴-۱۳-۳ روش لونبرگ – مارکوارت

۴-۱۳-۴ روش BFGS

۴-۱۳-۵ روش سکانت یک مرحله ای

فصل پنجم : بررسی روش های ابتکاری و نقش آن در حل مسایل حمل و نقل

۵-۱ مقدمه

۵-۲ جستجوی همسایه

۵-۳ گرم و سرد کردن شبیه سازی شده

۵-۴ الگوریتم مورچگان

۵-۵ جستجوی میتنی بر منع

۵-۶ الگوریتم ژنتیک

۵-۷ الگوریتم فرهنگی

۵-۸ استراتژی تکاملی

۵-۹ دلایل انتخاب الگوریتم ژنتیک

۵-۱۰ ساختار الگوریتم ژنتیک

۵-۱۰-۱ کد گذاری جواب ها

۵-۱۰-۲ تابع صلاحیت

۵-۱۰-۳ مکانیزم انتخاب

۵-۱۰-۴ تکثیر

۵-۱۰-۵ ترکیب

۵-۱۰-۶ جهش

۵-۱۰-۷ پارمترهای کنترلی

۵-۱۱ مزایای الگوریتم ژنتیک

۵-۱۲ مراحل الگوریتم ژنتیک

فصل هفتم : کاربرد روش پیشنهادی در مطالعه موردی

۷-۱ مقدمه

۷-۲ مطالعه موردی شماره یک – محور قزوین رشت

۷-۲-۱ ساختار پیشنهادی

۷-۲-۲ مدل پیش بینی جریان ترافیک در ۵ دقیقه آتی

۷-۲-۳ انتخاب روش آموزش مناسب

۷-۲-۴ بررسی انواع توابع انتقال آب

۷-۲-۵ بینه سازی مدل پیش بینی ۵ دقیقه آتی محور قزوین – رشت

۷-۲-۶ مدل پیش بینی ۱۰ دقیقه آتی محور قزوین – رشت

۷-۲-۷ مدل پیش بینی ۱۵ دقیقه آتی محور قزوین – رشت

۷-۲-۸ مدل پیش بینی ۱۵ دقیقه آتی محور قزوین – رشت

۷-۲-۹ مقایسه مدل های پیش بینی جریان ترافیک محور قزوین – رشت

۷-۳ مطالعه موردی شماره دو – بزرگراه BHL

۷-۳-۱ بررسی تاثیر آگاهی از اطلاعات مکانی بر عملکرد مدل

۷-۳-۲ انتخاب اطلاعات مکانی

۷-۳-۳ مدل پیش بینی وضعیت ترافیک بزرگراه BHL در ۵ دقیقه آتی

۷-۳-۴ مدل پیش بینی وضعیت ترافیک بزرگراه BHL در ۱۰ دقیقه آتی

۷-۳-۵ مدل پیش بینی وضعیت ترافیک بزرگراه BHL در ۱۵ دقیقه آتی

۷-۳-۶ مدل پیش بینی وضعیت ترافیک بزرگراه BHL در ۳۰ دقیقه آتی

۷-۳-۷ مقایسه مدل های پیش بینی جریان ترافیک بزرگراه BHL

۷-۴ ساختار مدل های پیش بینی جریان ترافیک بزرگراه BHL

۷-۴-۱ مدل های پیش بینی باکس – جنکینز محور قزوین – رشت

۷-۴-۲ مدل های پیش بینی باکس – چنکینز بزرگراه BHL

۷-۴-۳ مقایسه روش پیشنهادی تحقیق با روش باکس – جنکینز

فصل هشتم : نتیجه گیری و پیشنهاد هایی برای مطالعات آینده

۸-۱ نتایج تحقیق

۸-۲ نتایج بدست آمده از مطالعه موردی

۸-۳ پیشنهادهایی برای مطالعات آینده

۸-۳-۱ پیش بینی زمان سفر

۸-۳-۲ مطالعه زمان سفر

۸-۳-۳ مطالعه بر روی شبکه های بزرگ

۸-۳-۴ طراحی مدلی با استفاده از فازی و مقایسه آن با شبکه های عصبی

۸-۳-۵ بررسی نحوه واکنش مسافران و رانندگان

منابع

پیوست

پیوست الف – کد برنامه طراحی مدل

پیوست ب – عملکرد شبکه های طراحی شده

خرید فایل

پایان نامه جریان حول اجسام جریان بند

پایان نامه جریان حول اجسام جریان بند

مقدمه

بیش ازیکصدسال پیش تا کنون جریان حول اجسام جریان بند ( مانع) با سطح مقطع دایره ای ومربعی، توجه بسیاری ازمحققین را به خودجلب کرده است. موضوع جریان حول این اجسام وپدیده پخش گردابه ناشی ازآن به خاطر وجودکاربردهای عملی درمهندسی ازاهمیت زیادی برخورداراست ؛ ازجمله کاربردهای عملی این نوع جریان ها، می توان به جریان حول دودکش ها ، ساختمانها وسازه های بلند، سازه های دریایی، پلهای معلق، بال هواپیما، پروانه کشتی ودکل ها وبسیاری ازموارددیگراشاره نموداین نوع جریان اغلب شامل پدیده های پیچیده ای ازقبیل جدایش جریان ، ویک، جریان های برشی ، جریان گردابه ای وپخش گردابه هستند. دراعداد رینولدزبسیارکم ، جریان حول این گونه اجسام کاملا" به آنها چسبیده وجدایش رخ نمی دهد باافزایش عددرینولدز، جریان ازسطح آنها جدا شده ویک جفت گردابه متقارن درپشت آنها تشکیل می شودکه با افزایش عددرینولدز،ابعادگردابه ها نیزبزرگترمی شود. با افزایش بیشترعددرینولدزگردابه ها حالت نوسانی پیدا کرده ودرجریان پخش می شوددراین حالت جریان ازحالت دائم به حالت غیردائم تبدیل می شود. درحالیکه این گونه هندسه ها ازلحاظ مکانیک سیالات به طور وسیعی توسط محققین بررسی شده اند مساله انتقال حرارت دراین هندسه ها به آن گستردگی بررسی نشده ونیازمند مطالعات بیشتری است، لذا سعی شده است دراین تحقیقات بیشتربه جنبه انتقال حرارتی این گونه هندسه ها توجه گردد

2-1-رفتار جریان روی موانع

هنگامی که فشار در پایین دست جریان افزایش می‌یابد، ضخامت لایه مرزی به سرعت زیاد می‌شود. این گرادیان معکوس و نیروی برشی مرزی باعث کاهش اندازه حرکت در لایه مرزی خواهد شد و اگر هر دو عامل فوق در طول قابل توجهی از مسیر مؤثر باشند، سبب توقف لایه مرزی می‌شوند که این پدیده را جدایش می‌نامند. خطوط جریان مرزی در نقطه جدایش از مرز مربوطه جدا می‌شوند و در پایین دست این نقطه گرادیان فشار معکوس باعث برگشت جریان در مجاورت جداره می‌شود. ناحیه پایین دست خطوط جریان که از مرز جدا می‌شود موسوم به جریان برگشتی است. اثر جدایش، کاستن از مقدار خالص کاری است که یک جزء سیال می‌تواند بر سیال احاطه کننده خود با صرف نیروی جنبشی انجام دهد و در نهایت بازیافت فشار کامل نبوده و اتلافات (کشش) نیز افزایش می‌یابد.

همان گونه که می‌دانیم نیروهای کشش و برآ دو مولفه دارند نیروی کشش ناشی از شکل و نیروی کشش ناشی از اصطکاک پوسته‌ای و یا نیروی کشش لزجتی. جدایش وجریان برگشتی که دو پدیده همراه هستند تأثیر عمیقی بر نیروی کشش ناشی از شکل دارند. اگر بتوان از تولید جدایش در هنگام عبور جریان از روی یک جسم جلوگیری کرده، لایه مرزی نازک باقی خواهند ماند و از کاهش فشار در ناحیه برگشتی جلوگیری خواهد شد و بدین وسیله نیروی کشش فشاری به حداقل مقدار خواهد رسید.]1[

ماهیت‌های لایه‌های مرزی آرام- درهم نیز تأثیر مهمی بر موقعیت نقطه جدایش دارند در لایه مرزی درهم که انتقال اندازه حرکت بزرگ‌تر است برای ایجاد جدایش باید گرادیان فشار معکوس بیشتر از لایه مرزی آرام باشد. به عنوان مثال رفتار جریان بر روی سیلندر استوانه‌ای در اعداد رینولدز بسیار کم جریان بدون آن که از روی استوانه جدا شود و تشکیل گردابه دهد از روی آن عبور می‌کند. در مقادیر رینولدز پایین جدایش در لایه مرزی آرام اتفاق می‌افتد و یک جفت گردابه به صورت متقارن در پشت مانع تشکیل می‌شود. با افزایش عدد رینولدز رها شدن متناوب گردابه در پشت مانع به وجود می‌آید و خیابان گردابه‌ای ون‌کارمن در پشت استوانه شکل می‌گیرد و سبب افزایش فشار منفی در پشت مانع می‌شود. در عدد رینولدز زیر بحرانی فرکانس رهایی گردابه‌ها مستقل از عدد رینولدز است. این فرکانس را با یک عدد بدون بعد به نام عدد اشتروهال نشان می‌دهند]2[:

که در آن f فرکانس، d قطر استوانه و V سرعت جریان می‌باشد. با افزایش عدد رینولدز لایه مرزی آشفته می‌شود و جدایش در نقطه‌ای نزدیک‌تر روی استوانه اتفاق می‌افتد.

در این پروژه هندسه‌ای که مورد بررسی قرار گرفته مانع مربعی واقع در کانال می‌باشد که در حالتهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است.

4-1-تحریک لایه مرزی

در بیشتر کاربردهای مهندسی نیاز به افزایش و یا کاهش انتقال حرارت می‌باشد ولی مشکل اصلی در این موارد محدودیت کاهش یا افزایش سطح است. در چنین مواردی راه‌حل مناسب ایجاد تغییرات در ضریب انتقال حرارت است. ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی به خواص سیال و ویژگی‌های جریان سیال بستگی دارد. در خیلی از موارد نوع سیال قابل تغییر نیست و تنها عاملی که می‌تواند برای کنترل انتقال حرارت به کار رود ویژگی‌های سیال می‌باشد. همان طور که می‌دانیم به علت وجود لزجت در کنار سطح جامد لایه مرزی تشکیل می‌شود. این لایه نقش یک لایه مقاوم در برابر انتقال حرارت را ایفا می‌کند. با تغییراتی جریان درون لایه مرزی می‌توان ضریب انتقال حرارت را تغییر داد.

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول: دیباچه

1-1- مقدمه......................................................................................................... 2

2-1-رفتار جریان روی موانع............................................................................. 3

4-1-تحریک لایه مرزی....................................................................................... 5

5-1-تاریخچه مطالعات و تحقیقات انجام شده..................................................... 7

7-1-هدف پروژه............................................................................................... 11

فصل دوم: معادلات حاکم بر جریان

1-2-معادلات حاکم در جریان آرام.................................................................. 13

2-2-توصیف فرآیندهای سیال و ساده‌سازی آن‌ها.......................................... 15

3-2-مفهوم جریان آرام.................................................................................... 17

4-2-نیروهای برشی و فشاری......................................................................... 18

5-2- رابطه بین اصطکاک سیال و انتقال حرارت.............................................. 19

6-2-مفهوم انفصال........................................................................................... 19

7-2-طرح QUICK............................................................................................. 21

8-2-انفصال معادلات حاکم.............................................................................. 26

1-8-2-انفصال جمله وابسته به زمان.......................................................... 27

2-8-2- انفصال جملات جابه‌جایی............................................................... 28

3-8-2-انفصال جملات پخش....................................................................... 30

4-8-2-ضرایب جبری معادله انفصال......................................................... 30

9-2-شبکه جابه‌جا شده..................................................................................... 33

10-2-الگوریتم سیمپل....................................................................................... 35

فصل سوم: اجرای برنامه توسط نرم‌افزار Fluent

1-3- مقدمه....................................................................................................... 41

2-3-تولیدهندسه مسئله درنرم افزارGambit))................................................ 41

اجرای برنامهFluent) )..........................................................................................

فصل چهارم: بررسی عملکرد برنامه و نتایج

4- مقدمه............................................................................................................ 57

1-4- بررسی نتایج حاصل از هندسه اول ....................................................... 58

1-1-4- بررسی توزیع عدد ناسلت موضعی در سطوح مختلف مانع مربعی.... 58

2-1-4- بررسی تغییرات عدد ناسلت متوسط با افزایش عدد رنولدز روی سطوح مختلف مانع 63

3-1-4- بررسی متوسط عدد ناسلت روی کل سطح مانع مربعی..................... 64

2-4- بررسی نتایج حاصله از هندسه دوم....................................................... 65

1-2-4- بررسی کانتورهای جریان................................................................... 65

2-2-4- تأثیر فاصله مانع از دیواره کانال بر عدد ناسلت................................ 73

3-2-4- تأثیر افزایش عدد رینولدز بر ناسلت میانگین...................................... 77

4-2-4- تأثیر مانع مربعی بر ضریب اصطکاک................................................ 79

3-4- بررسی نتایج حاصله از هندسه سوم...................................................... 86

1-3-4- بررسی تغییرات عدد ناسلت بر افزایش عدد رینولدز در نسبت‌های متغیر 87

2-3-4- بررسی تغییرات عدد ناسلت متوسط بر حسب تغییر فاصله بین دو مانع 88

3-3-4- مقایسه ضریب درگ و برا برای موانع مربعی.................................... 89

4-3-4- تأثیر افزایش فاصله موانع بر ضریب درگ......................................... 90

4-4- جمع‌بندی و نتایج...................................................................................... 94

5-4- پیشنهادات و کار های آینده..................................................................... 95

6-4- فهرست مراجع.............................................................................................

خرید فایل

تحقیق در مورد جریان الکتریکی

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب *   فرمت فایل :Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)    تعداد صفحه:5    فهرست مطالب جریان الکتریکی مقدمه تاریخچه مشخصات جریان الکتریکی آیا شدت جریان در نقاط مختلف هادی متفاوت است؟ سرعت رانش چگالی جریان الکتریکی اشکال مختلف جریان الکتریکی اندازه گیری جریان الکتریکی توان الکتریکی مقاومت الکتریکی   مقدمه در یک هادی عایق شده مانند قطعه‌ای سیم مسی ، الکترونهای آزاد شبیه مولکولهای گازی که در ظرفی محبوس شده‌اند، حرکات کاتوره‌ای انجام می‌دهند و مجموعه حرکات آنها در طول سیم هیچ گونه جهت مشخصی ندارد. تعداد الکترونهایی که به چپ حرکت می‌کنند با تعداد الکترونهایی که به راست حرکت می‌کنند، یکی است و برآیند آنها صفر می‌باشد. ولی اگر دو سر سیم را به باتری وصل کنیم، این برآیند دیگر صفر نیست . ...

بررسی رابطه فرصت¬های رشد و پایداری سود در ارزشگذاری جریان نقدی آزاد

بررسی رابطه فرصت¬های رشد و پایداری سود در ارزشگذاری جریان نقدی آزادبصورت ورد وکامل رشد و توسعه شرکت¬های سهامی در گذر زمان به پیدایش و فزونی قشری از صاحبان سرمایه انجامید که در ادارة شرکت¬ها مشارکت مستقیم نداشته و از طریق انتخاب هیئت مدیره، امور شرکت را هدایت و بر آن نظارت می¬کردند. این تحول جدید، گروه تازه ای از مدیران حرفه ای را پدید آورد که در سرمایة مؤسساتی که اداره می کردند، سهمی ناچیز داشته و یا سهمی نداشتند و بدین ترتیب مدیریت مؤسسات از مالکیت سرمایة آن ها تفکیک شد (شباهنگ و همکاران، 1377). جدایی مدیریت از مالکیت، موجب ایجاد تضاد منافع بین مدیران و سهامداران و پیدایش مسئله تئوری نمایندگی شد. تئوری نمایندگی که مالکیت و کنترل را در شرکت¬ها از یکدیگر جدا می¬کند، باعث ایجاد تضاد منافع بین سهامداران و مدیران شرکت¬ها می¬شود. یکی از منزه ترین اشکال تحلیل بن ...

اعمال شرط مرزی ورودی در شبیه سازی جریان سطح آزاد در مدل عددی OpenFOAM

محل انتشار: دهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران تبریز تعداد صفحات: 9   نوع فایل : pdf   ...

تاثیر پارامترهای هندسی جریان های چاله ای کم سرعت با آزمایش تونل باد

موضوع فارسی: تاثیر پارامترهای هندسی جریان های چاله ای کم سرعت با آزمایش تونل باد موضوع انگلیسی: Effect of Geometry Parameters on Low-speed Cavity Flow by Wind Tunnel Experiment تعداد صفحه: 7 فرمت فایل: PDF سال انتشار: 2014 زبان مقاله:‌ انگلیسی     چکیده: در این مقاله، پلت فرم آزمایش برای جریان حفره در تونل باد کم تلاطم ساخته شده است. بر اساس اندازه گیری دیوار فشار استاتیک و فشار صدا با میکروفن، پایه ویژگی نوسان جریان از نوع حفره های مختلف در سرعت کم پرداخته شده است. اثر پارامترهای هندسه نسبت طول به عرض و عمق به نسبت عمق به در جریان حفره الگوی مشخصات صدا به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که در دولت جریان تراکم ناپذیر، الگوی جریان عمومی حفره است سرعت جریان تحت تاثیر قرار نمی. نسبت طول به عمق 1 تا 12 را پوشش می دهد الگوی جریان از باز به بسته، و با طول به عمق افز ...

مدل سازی سنسور جریان ادی برای ارزیابی غیر مخرب فاکتور شدت تنش

موضوع فارسی: مدل سازی سنسور جریان ادی برای ارزیابی غیر مخرب فاکتور شدت تنش موضوع انگلیسی: Eddy Current Sensor Modeling for the Nondestructive Evaluation of Stress Intensity Factor تعداد صفحه: 7 فرمت فایل: PDF سال انتشار: 2014 زبان مقاله:‌ انگلیسی     چکیده: در این مقاله، یک ارزیابی غیر مخرب توسط سنسور جریان گردابی به عنوان یک ابزار برای کنترل ترک و میکرو در مواد استفاده می شود. شبیه سازی یک روش عددی مانند روش المان محدود استفاده شده است برای تشخیص ترک در مواد و در نهایت به مطالعه انتشار آنها با استفاده از یک پارامتر های بسیار مهم مانند فاکتور شدت تنش (SIF). این روش به عنوان یکی از تکنیک های کارآمد ترین برای ترک prospectin در مواد پدید آمده است، ارزیابی و تجزیه و تحلیل SIFS رشد ترک در زمینه مکانیک شکست الاستیک خطی (LEFM). این روش با استفاده برون یابی از جابجایی ...

نمونه سوال مبحث خازن در جریان متناوب با پاسخ

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب *   فرمت فایل :Word ( قابل ویرایش و آماده پرینت )    تعداد صفحه:6       فهرست مطالب ندارد.     توضیحات خازن در جریان متناوب   1- عکس العمل خازنی                                              2- محاسبه مقاومت خازنی معادل در مدارهای سری         3- محاسبه مقاومت خازنی معادل در مدارهای موازی           ...

کاهش هارمونیک های ولتاژ و جریان در سیستم قدرت

          مقدمه : استفاده از مبدلهای الکترونیک قدرت در اواخر دهه 1970 معمول گردید بسیاری از مهندسان برق در مورد توانایی پذیرش اعوجاج هارمونیکی توسط سیستم های قدرت به بحث و تبادل نظر پرداختند . پیش بینی های نگران کننده ای از سر نوشت سیستم های قدرت در صورت اجازه استفاده از این تجهیزات انجام گرفت . در حالی که بعضی از این پیش بینی ها بیش از حد قلمداد می شد ، ولی بررسی مفهوم کیفیت برق مدیون آنها ، بدلیل پیگیری درباره این مسئله نو ظهور می باشد . بروز هارمونیک ها در سیستم های قدرت ناشی از استفاده عناصر غیر خطی در شبکه می باشد . عناصر غیر خطی در سیستمهای برق ، مانند : راه اندازها ، درایورهای تنظیم سرعت ، مبدلهای الکترونیک قدرت و غیره مقدار ها مونیک شکل موج جریان و ولتاژ بطور چشمگیری افزایش یافته که در نتیجه منجر به تحقیقاتی شد که نتایج آن به نقطه نظرات متعددی در مور ...