پديد آورنده :
خديوپور، فرزاد
عنوان :
شبيهسازي جريان در محيط متخلخل درشتدانه با استفاده از مدل لولهي معادل
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
آب و سازه‌هاي هيدروليكي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده عمران
صفحه شمار :
[هشت]، 48ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محمدرضا چمني
توصيفگر ها :
محيط متخلخل , لوله , فورشهايمر , ضريب اصطكاك , رينولدز , گراديان هيدروليكي , سرعت
استاد داور :
داور خارجي: رامتين معيني; داور داخلي: حميدرضا صفوي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/07/30
چكيده فارسي :
چكيده جريان سيال در محيط متخلخل موضوع مهم و اساسي در مهندسي ژئوتكنيك و هيدروژئولوژي سدسازي و محيط زيست است در مواردي كه آب از داخل ماسه با ابعاد هندسي و هدايت هيدروليكي معلوم عبور كند معادلهي دارسي كه رابطهي خطي بين سرعت و گراديان هيدروليكي است با فرض آرام بودن جريان در شرايط پايدار برقرار خواهد بود در محيطهاي درشتدانه قانون دارسي برقرار نبوده و ارتباط غيرخطي بين سرعت و گراديان هيدروليكي وجود دارد كه به روابط غيردارسي معروف است جريان در اين محيطها به دو دستهي كلي جريان آزاد و جريان تحتفشار از درون اليهي درشتدانه تقسيم ميشود در اين تحقيق جريان در محيط متخلخل درشتدانه بر اساس مدل لولهي معادل شبيهسازي شده است قطر لولهي معادل برحسب قطر ذره و تخلخل محيط متخلخل بهدست آمده است سرعت جريان در لوله بر اساس زبريها و گراديانهاي متفاوت محاسبه گرديد سرعت در محيط متخلخل از رابطهي فورشهايمر كه ضرائب آن با استفاده از دادههاي آزمايشگاهي پيشين بهدست آمده محاسبه شده است سپس رابطهاي بين سرعت جريان در محيط متخلخل و سرعت در لولهي معادل با همبستگي مناسب بهدست آمده است رابطهاي بهمنظور تخمين ضريب اصطكاك محيط متخلخل برحسب ضريب اصطكاك لولهي معادل با داشتن سرعت و عدد رينولدز اصالح شده در محيط متخلخل پيشنهاد گرديد همبستگي اين رابطه 6 3 است كه نشان دهنده ارتباط مناسب بين ضرايب اصطكاك در دو محيط ميباشد ضرايب روابط غير خطي رابطهي فورشهايمر باتوجه به سرعت و ضريب اصطكاك محيط متخلخل محاسبه گرديد ضريب تغيرات انحراف جذر ميانگين مربعات NOF براي ضريب خطي رابطه فورشهايمر4 3 و براي ضريب غير خطي 23 3 بهدست آمده است كه نشان دهنده قابل استفاده بودن اين روش با دقت كافي است با داشتن ضرايب رابطهي فورشهايمر در يك محيط متخلخل امكان بهدست آوردن سرعت در محيط متخلخل در گراديانهاي مختلف و محاسبهي ميزان آبگذري وجود دارد كلمات كليدي محيط متخلخل لوله فورشهايمر ضريب اصطكاك رينولدز گراديان هيدروليكي سرعت جريان 6
چكيده انگليسي :
Simulation of flow in porous media using an equivalent pipe model Farzad Khadivpour f khadivpour@cv iut ac ir September 18 2312 Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisors Dr Mohammad Reza Chamani mchamani@cc iut ac ir AbstractThe flow in porous media is a fundamental issue in geotechnical hydrogeological dam building andenvironmental engineering The Darcy law a linear relationship between hydraulic gradients and velocity isassumed to be acceptable only when water flows steadily in a sand column For coarse granular environment the non Darcy relations applies between the velocity and the hydraulic gradient The flow in these coarsegranular is classified into free flow and under pressure flow In this study a model is presented to estimate the the flow properties in a porous granular media based on anequivalent pipe model The diameter of the equivalent pipe is obtained in terms of the particle diameter andporosity of the porous medium The flow velocity in the equivalent pipe was calculated based on differentroughnesses and hydraulic gradients The velocity in the porous medium is calculated from Forchheimerequation whose coefficients are derived using previous experimental data The relationship between the flowvelocity in the porous medium and the velocity in the equivalent pipe is obtained with an appropriatecorrelation An equation was proposed to estimate the friction factor of the porous medium based on thefriction factor of the equivalent pipe having the modified Reynolds number in the porous medium Thecorrelation of this relation is 8 9 which indicates the proper relationship between friction factors in twoenvironments The coefficients of nonlinear relations were calculated for the Forchheimer equation withrespect to the velocity and friction factor of the porous medium The Normalized Objective Functions NOF of the linear coefficient of the Forchheimer equation is 8 44 and for a nonlinear coefficient is 8 37 whichindicate that this method is acceptable with sufficient accuracy With the coefficients of the Forchheimerequation in a porous medium it is possible to obtain the velocity in a porous medium with different gradientsand to calculate the amount of seepage Key WordsPorous Media Pipe Forchheimer Friction factor Reynolds Hydraulic gradients FlowVelocity 56
استاد راهنما :
محمدرضا چمني
استاد داور :
داور خارجي: رامتين معيني; داور داخلي: حميدرضا صفوي
