پیشینه و مبانی نظری شبیه‌سازی رفتار آب به هنگام شکست سد

دانلود فایل

پیشینه و مبانی نظری شبیه‌سازی رفتار آب به هنگام شکست سد

جزئیات:

توضیحات: فصل دوم پژوهش کارشناسی ارشد و دکترا (پیشینه و مبانی نظری پژوهش)

همراه با منبع نویسی درون متنی به شیوه APA جهت استفاده فصل دو پایان نامه

توضیحات نظری کامل در مورد متغیر

پیشینه داخلی و خارجی در مورد متغیر مربوطه و متغیرهای مشابه

رفرنس نویسی و پاورقی دقیق و مناسب

منبع : انگلیسی و فارسی دارد (به شیوه APA)

3-1- مقدمه.. 21

3-2- شکست سد.. 21

3-3- عوامل مؤثر بر شکست سد.. 22

3-3-1- نوع شکست سد با توجه به هیدروگراف سیل ناشی از آن   23

3-4- بررسی عوامل ایجادکننده شکست.. 23

3-5- مدل ریاضی و روش‌های محاسباتی.. 25

3-5-1- مدل‌های ریاضیاتی.. 25

3-5-2- انتخاب مدل عددی.. 26

3-5-3- رویکردهای اساسی برای حل مسائل ناپیوستگی.. 26

3-6- معادلات حاکم بر جریان یک بعدی.. 29

3-6-1- روش‌های حل عددی معادلات حاکم.. 32

3-6-1-1- روش اختلاف‌های محدود.. 32

3-6-1-2- روش احجام محدود.. 33

3-6-1-3- روش حجم کنترل.. 34

3-6-1-4- روش المان‌های محدود.. 34

3-7- روش حل عددی HLL   ………………………………………………………35

فصل سوم: مبانی نظری 

مقدمه 

شکست سد پدیده‌ای است که، صرف‌نظر از علت شکست، تا کنون به ندرت رخ داده است، اما قدرت تخریب سیلاب ناشی از شکست سد به حدی زیاد است که در عمل انجام مطالعات شکست سد را به یکی از بخش‌های مهم مطالعاتی، چه برای سدهای در حال احداث و چه برای سدهای ساخته‌شده تبدیل نموده است. در صورت وقوع شکست سد، خسارات ناشی از انتشار سیلاب بسیار شدید خواهد بود و این امر می‌تواند بر بسیاری از پارامترهای طراحی سد تأثیرگذار باشد. به طور کلی مراحل اصلی مطالعات شکست سد را می‌توان به موارد زیر تقسیم نمود.

1-  شبیه‌سازی ریاضی نحوه انتشار سیل

2-  مطالعات تحلیل خسارت

3-  مطالعات مدیریت بحران

یکی از مهم‌ترین گام‌ها و به نوعی بخش پیش‌نیاز سایر بخش‌های مطالعات، شبیه‌سازی ریاضی نحوه انتشار موج ناشی از شکست سد است. چرا که در روند مطالعات نتایج این شبیه‌سازی در عمل پایه مطالعات تحلیل خسارت قرار خواهد گرفت و مطالعات مدیریت بحران نیز بر پایه نتایج حاصل از مطالعات تحلیل خسارت و همچنین نتایج مدل‌سازی‌های ریاضی انجام خواهد شد. با توجه به محدوده وسیع پایین‌دست سد و همچنین وجود پیچیدگی‌های هندسی فراوان در این محدوده وسیع در عمل امکان شبیه‌سازی نحوه انتشار موج ناشی از شکست با استفاده از مدل‌های فیزیکی وجود ندارد و کاربرد اصلی مدل‌های فیزیکی در این مطالعات به بررسی روند تخریب بدنه سد محدود می‌شود (قنادکار سرابی، 1390). 

شکست سد 

طراحی یک سد با انجام مطالعات گسترده همراه است و مهندسان طراح در برآورد نیروهای وارده اعم از زلزله، باد، فشار آب و غیره از ضرایب اطمینان نسبتاً بزرگی استفاده می­کنند. همچنین برای به دست آوردن ابعاد مناسب سرریزها و سایر سازه­های کنترلی، از سیلاب­های با دوره بازگشت بسیار طولانی استفاده می­شود؛ ولی علی‌رغم تمامی احتیاط­ها و کنترل­های موصوف نمونه­های زیادی از پدیده­ی شکست سد در طول تاریخ سدسازی رخ داده است که در جدول 3-1 به چند مورد از آن اشاره شده است (چیت سازان، 1389).

جدول ‏3‑1– نمونه­هایی از پدیده شکست سد (چیت سازان، 1389)

عوامل مؤثر بر شکست سد 

برای شبیه‌سازی هیدرولیکی موج ناشی از شکست سد لازم است که در ابتدا هیدروگراف سیلاب ناشی از شکست مشخص گردد. اما این هیدروگراف خود تابع نوع شکست سد است و به همین دلیل نیز لازم است که در ابتدا عوامل مؤثر بر شکست سد را بررسی نمود تا به کمک آن بتوان تخمینی از هیدروگراف سیلاب به دست آورد.

نوع شکست سد با توجه به هیدروگراف سیل ناشی از آن 

تخریب سدها در یک دسته‌بندی کلی به دو شکل تدریجی و ناگهانی قابل تقسیم است. نوع تخریب سد بستگی به نوع سد و عامل اصلی تخریب دارد. در حالتی که شکست سد به صورت آنی اتفاق افتد کل بدنه سد و یا قسمت اعظم آن از مسیر جریان حذف می‌شود. این اتفاق ناگهانی باعث ایجاد یک سیل شدید پیش‌رونده خواهد شد. این در حالی است که شکست‌های تدریجی در یک بازه زمانی به وجود می‌آید که ممکن است از چند دقیقه تا چند ساعت متغیر باشد. در شکست‌های تدریجی با مدت زیاد می‌توان انتظار داشت موج شکست از حالت شوک خارج شود که البته این حالت در سدهای کوتاه و با حجم مخزن کوچک رخ خواهد داد، چون در سدهای مرتفع انرژی ایجاد شده بر اثر حد بالای جریان باعث تخریب بدنه سد در مدتی کوتاه می‌گردد و در شکست‌هایی که در مدت زمان کوتاهی اتفاق می‌افتد کماکان این پدیده شکل خواهد گرفت. این مسئله باعث ایجاد دو نوع هیدروگراف می‌شود به نحوی که در شکست‌های ناگهانی هیدروگراف آن از شیب تندی برخوردار است ولی در شکست‌های تدریجی، شیب کمتری دارد. این هیدروگراف از الگوی سیل‌های رودخانه‌ای ولی در مقیاسی کاملاً متفاوت پیروی می‌کند. در هر دو نوع هیدروگراف حجم ثابتی در هیدروگراف باید وجود داشته باشد که تقریباً برابر حجم مخزن است.

دانلود فایل