مجری پروژه: (دکتر احمد جعفری) عنوان پروژه: جلوگیری از تاثیرات مخرب گردابه های بالادست سد بر سازه ها

وزارت نیرو

سازمان آب و برق خوزستان

چکیده:

گردابه­ ها در بسیاری از سازه ­های آبی تحت شرایط خاص ایجاد می­ شود و می­ تواند بر عملکرد صحیح سازه ­ها تاثیر بگذارد. در این پژوهش گردابه ­های بالادست سدها که بر سازه ­ها و دریچه ­ها تاثیر می گذارد با مطالعه موردی سد تنظیمی گتوند مورد بررسی قرار گرفت. گردابه هایی مشابه گردابه های سد تنظیمی گتوند در سدهای مختلفی در دنیا گزارش شده که سد فولسوم در آمریکا از جمله این سدها می باشد. دریچه سد فولسوم آمریکا بر اثر گردابه ها و ارتعاشات تخریب شد. از نمونه های دیگر می توان سد واچی در ژاپن را نام برد. دریچه های قطاعی این سد نیز بر اثر ارتعاشات ناشی از گردابه ها دچار نوسان و تخریب گردید. در تحقیق حاضر با ساخت مدل سرریزها و دریچه ها و شبیه­ سازی جریان ورودی به آنها، به بررسی علت و شرایط این پدیده پرداخته و در مرحله بعد با استفاده از مطالعات و آزمایشات و تجزیه و تحلیل های انجام شده به بیان نتایج و راهکارها در رابطه با تشکیل گردابه های بالادست سدها پرداخته شده است. این تحقیق با ساخت مدل فیزیکی هیدرولیکی سرریز و دریچه ها در آزمایشگاه صورت پذیرفت.

هجدهمین کنفرانس ملی هیدرولیک ایران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران، 1398

بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان آشفته در فلوم مستطیلی با قرارگیری سه مانع استوانه ای

خلاصه

     جریان آب و سیال در موارد بسیاری مانند پایه های پل و سازه های آبی از موانعی عبور کرده که در برخی از موارد باعث خرابی و اثرات نامطلوب بر روی سازه ها می گرد. بررسی سه بعدی و دقیق جریان آشفته عبوری از موانع برای شناخت بیشتر در این زمینه لازم است. در مطالعه حاضر جریان سه بعدی آشفته عبوری از اطراف سه مانع استوانه ای در یک فلوم آزمایشگاهی با استفاده از سرعت سنج پیشرفته سه بعدی (ADV) مورد بررسی قرار گرفته است. آزمايشات تحت شرايط آبشستگی درعدد رينولدز جریان 80000 و عدد رینولدز مانع 25000 و عدد فرود 0.4  انجام شده‌ است. آزمایشات با نصب مانع در فلوم و برقراری جریان و اندازه گیری دبی جریان با استفاده از دبی سنج مغناطیسی صورت گرفته است. با ایجاد شبکه بندی، سرعتهای لحظه ای در دو پلان افقی در هر نقطه در زمانهای مختلف برداشت شده است. با استفاده از برداشتهای صورت گرفته، شکلهای مربوط به مقادیرسرعت ترسیم شد. نتایج مربوط به پروفیل های سرعت نشان داد که سرعت و توزیع داده ها در پشت پایه در عمق نزدیک به بستر در مقایسه با عمق میانی کمتر است.

کلمات کلیدی: الگوی جريان، مانع استوانه ای، ADV، جريان آشفته ، آبشستگی

        

تکالیف دروس

دانشجویان گرامی

 

پاسخ سوالات مربوط به تکالیف را در قسمت نظر دهید، وارد نمائید. ضمنا نام و نام خانوادگی خود را به همراه شماره دانشجویی، شماره تکالیف و نام درس مربوطه ذکر نمائید.

 

Time is like a river. You cannot touch the same water twice, because the flow that passed will never pass again          

Experimental study on ten modes of transverse waves due to vertical cylinders in open channels

 

 Abstract

There are many conditions in open channel flows where the steady flow of water passes through a cluster of vertical cylinders. These vertical cylinders may represent piers of bridge, jetty or vegetation on the floodplain of rivers. In this paper attention is focused on the transverse waves generated in an open channel, where the flow passes through a cluster of rigid vertical cylinders. The wooden circular cylinders with different diameters were screwed into the bed of the flume at different setting up patterns and spacing. The waves were produced from the periodic forces created by the vortex shedding from the cylinders. In specific conditions these forces may create transverse waves with maximum amplitude in the channel. A comprehensive set of experiments (760 in total) were conducted in flume. In some of the experiments (119 Exp.) the flow was submerged on the obstructions and for some of these experiments the waves still were formed. In this study, the height of the outlet control weir was changed from the highest to the lowest levels, with ten modes of oscillation occurring across the laboratory flume for each sequence. The discharge of flow was varied from 2.2 l/s to 25 l/s. The results provided an explanation for different wave formations that might occur due to vortex shedding for free and submerged flow on the obstructions. Finally a new formulation were obtained from dimensional analysis, to estimate the amplitude of the transverse wave generated by vortex shedding in open channels.

 Key Words: ransverse wave, vertical cylinders, wave amplitude, open channels.  

                      

  Introduction

Research on vortex shedding has been mainly focused on the acoustic resonant noise generated from heat exchangers when a gas flows through bank of tubes. The results for this kind of vortex shedding can be found in published studies. In contrast, research on the vortex shedding and related phenomena for water as the transfer medium is very limited. In 1939, Crasse reported his findings on wave oscillations in open channels and this is thought to be the first time that such phenomena have been reported and analysed. In the study with Stone and Stone and Shen, they found that the average depth of water in a flume was difficult to determine during several experimental runs because of severe oscillations of the water surface. Stone was investigating the energy loss created by flow through an array of wooden dowels that simulated vegetation. Wavelike surface disturbances have also been observed in hydraulic model studies of channel flows through a dense array of vertical stems or cylinders. Tsujimoto’s studies were conducted in a laboratory flume, 12 m long and 0.4 m wide. Thirty percent of the 0.4 m width of the flume was covered with vertical, 1.2 mm diameter bamboo stems. Zima and Ackermann used two flumes, of widths 150 and 450 mm and used two rods of diameter 12.7 and 25.4 mm, respectively. They observed only two modes of vibration. They proposed a formula for simulating the maximum values of the dimensionless displacement (A/H) that may occur in a canal. 

 

                      

                                                               

Physical modelling study of free and submerged flow on the obstructions in rivers with ten modes of

 Abstract

 

In many conditions in rivers the vertical cylinders are in the bed of the river that flow passes through them. These vertical cylinders like piers of bridge or vegetation on the floodplain of rivers. In the paper attention is focused on the transverse waves generated in a river or an open channel where the flow passes through a cluster of rigid vertical cylinders. In this study a rectangular flume with 72cm in width and 6m in length and 60cm in height was used. The rigid and vertical cylinders with variation sizes were attached to the bed of the flume with different densities and configuration arrangements. A comprehensive set (760 in total) of experiments were conducted in the flume. The waves were produced from the periodic forces created by the vortex shedding from the cylinders. In some of the experiments (119 Exp.) the flow on the obstructions was submerged but still the waves were produced as this phenomenon for the first time is reported in this paper and  the oscillations was obviously seen in the flume. The discharge of flow was varied from 2.2 l/s to 25 l/s. The height of the outlet control weir was changed from the highest to the lowest levels, with ten modes of oscillation occurring across the laboratory flume for each sequence. The results provided an explanation for different wave formations that might occur due to vortex shedding when the flowing fluid is water was experimentally investigated and free and submerged flow was on the obstructions. Finally a new formulation was obtained from dimensional analysis, to estimate the amplitude of the transverse wave generated by vortex shedding in rivers or open channels in free or submerged flow.

 Key Words: physical modelling, transverse wave, submerged flow, river

سد

                  

آب

               

مهندسی آب

            

IAHR-APD 2010 Congress, The School of Engineering, The University of Auckland, Newzealand

              comparing of ten modes of oscillation occurring across the open channels

Abstract

There are many conditions in open channel flows where the steady flow of water passes a cluster of rigid vertical cylinders. These rigid cylinders may represent piers of bridge, jetty, or vegetation on the floodplain of rivers. In the paper attention is focused on the transverse waves generated in an open channel where the flow passes through a cluster of rigid vertical cylinders. The wooden circular cylinders with variation sizes were screwed into the bed of the flume at different distances and spacing. The waves were produced from the periodic forces created by the vortex shedding from the cylinders. In specific conditions these forces may create transverse waves with maximum amplitude in the channel. In this study, the height of the outlet control weir was changed from the highest to the lowest levels, with ten modes of oscillation occurring across the laboratory flume for each sequence. The discharge of flow was varied from 2.2 l/s to 25 l/s. The results provided an explanation for different wave formations that might occur due to vortex shedding when the flowing fluid is water was experimentally investigated. A new formulation was obtained from dimensional analyses, to estimate the amplitude of the transverse wave generated by vortex shedding in open channels.

Key Words: transverse wave, vortex shedding, wave amplitude, open channels

 

                   

 

مکانیک خاک

                      

نکاتی بسیار مهم در رابطه با نحوه پاسخگویی به سوالات در کنکور یا امتحانات دیگر

پس از آنکه مطالعات لازم در رابطه با مطالب امتحانی انجام گرفت و آمادگی لازم جهت شرکت در آزمون مورد نظر صورت پذیرفت، موضوع بسیار مهم نحوه پاسخگویی به سوالات می باشد. در ابتدا شخص باید به اندازه کافی بر روی مطالب تسلط پیدا کند و سپس با توکل به خداوند متعال بر سر آزمون حاضر شود. در رابطه با نحوه پاسخگویی به سوالات، مطالب مهم زیر باید رعایت گردد:

1-  در ابتدا باید پاسخگویی، از سوالات راحت و سوالاتی که وقت کمی نیاز دارند، شروع شود. حتی اگر به سوالی برخورد نمودید که آن سوال را می دانستید ولی وقت گیر بود آن را پاسخ ندهید.

2-   سوالات را به سه دسته تقسیم نمائید:

الف- اگر سوالی راحت بود و وقت کمی نیاز داشت که سریعا جواب آن را بدهید.

ب- اگر سوالی از لحاظ سختی، متوسط بود، در کنار آن نمادی مثل (م) گذاشته و از آن بگذرید.

ج-  اگر سوالی بسیار سخت و وقت گیر بود، در کنار آن نمادی مثل (خ) گذاشته و از آن بگذرید.

3-  پس از آنکه جواب سوالات راحت را دادید، به سراغ سوالات متوسط رفته و در نهایت به سراغ سوالات سخت بروید و آنها را پاسخ بدهید.

دقت داشته باشید که در کنکورهای مختلف کاردانی، کارشناسی و کارشناسی ارشد، نمره تمامی سوالات با یکدیگر برابر می باشد و چه شما یک سوال بسیار راحت را جواب دهید و چه یک سوال بسیار سخت! هر دو امتیازی مساوی برای شما دارد.

اگر در ابتدا به سراغ یک سوال سخت و وقت گیر بروید، مسائل زیر به وجود می آید:

1-   کمی به استرس شما افزوده شده و اعتماد بنفستان کاهش می یابد. زیرا چنین تصوری ایجاد می شود که تمامی سوالات سخت می باشد.

2-       انرژی شما گرفته شده و خسته می شوید و در نتیجه احتمال آنکه سوالات راحت را هم درست جواب دهید کم می شود.

حال اگر سوالات راحت را در ابتدا جواب دهید، مزایای زیر را دارا می باشد:

1-    به دلیل عدم خستگی، به احتمال زیاد آنها را درست جواب داده و ضریب خطایتان کاهش می یابد.

2-   به دلیل آنکه به چند سوال جواب داده اید، کمی آرامش پیدا کرده و اعتماد بنفستان افزایش می یابد.

3-   پس از آن سوالات متوسط و سخت را با آرامش و ضریب خطای کمتر جواب می دهید.

و پایان سخن با بیتی از دیوان حافظ، که می فرمایند:

           ((تکیه بر جای بزرگان نتوان زد به گزاف             مگر اسباب بزرگی همه آماده کنی))

                                                                  با آرزوی بهترینها   

                                                                    احمد جعفری

سد کارون 3

                                     

                                                                                     

 

 

معرفی مدیر وبلاگ

    دکتر احمد جعفری

                    Dr. Ahmad Jafari
Ph.D. in hydraulic structures engineering
Faculty member
Instagram: dr.ahmad.jafari

عضو هیات علمی دانشگاه
دکترای مهندسی سازه های آبی
دارای سابقه شش ساله مدیریت گروه مهندسی آب دانشگاه
دارای سابقه چهار ساله مدیریت مرکز کارآفرینی و ارتباط با صنعت دانشگاه
دانشجوی نمونه سال دانشگاه
عضو استعدادهای درخشان دانشگاه

 

برخی سوابق علمي:

·   داراي سابقه تدريس دروس هیدرولیک مجاری روباز تکمیلی، طراحی هیدرولیکی سازه ها، هیدرولیک رسوب، هیدرولیک محاسباتی، هیدرودینامیک و مدل های فیزیکی و هیدرولیکی در مقطع کارشناسی ارشد و دروس مکانیک سیالات، هیدرولیک، مکانیک خاک، مبانی مهندسی سد، نرم افزارهای تخصصی، شبکه های آبرسانی، کیفیت آب، هوا و اقلیم شناسی، نقشه برداری تکمیلی و مساحی و نقشه برداری در مقطع کارشناسی در دانشگاه از سال 1385 تاکنون

·              معدل دوره دبيرستان 19.08 از دبيرستان نمونه مردمي هراتي اصفهان (دانش آموز ممتاز)

·              معدل دوره پیش دانشگاهی 19.04 از پیش دانشگاهی ناحیه 2 اصفهان (دانش آموز ممتاز)

·         معدل دوره كارشناسي 16.26 از دانشگاه شهيد چمران اهواز (عضواستعدادهاي درخشان دانشگاه)

·        معدل دوره كارشناسي ارشد 18.81 از گروه سازه های آبی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهيد چمران اهواز

·        معدل دوره (.Ph.D) دكتري 18.14 از گروه سازه های آبی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهيد چمران اهواز

·        کسب نمره بیست (20) در جلسه دفاعیه پایان نامه دکتری (Ph.D.)

·   كسب عنوان دانشجوي نمونه سال دانشگاه و معرفي  به وزارت علوم ، تحقيقات و فناوري

·       برخی  سوابق اجرایی:

·   مدير پروژه و كارشناس مطالعات مرحله دوم طرح شبكه جمع آوري و دفع فاضلاب شهر رامهرمز (اين مطالعات به به طور کامل صورت پذیرفت)

·        مدير پروژه و كارشناس مطالعات مرحله دوم طرح تعيين حريم و بستر رودخانه هاي مارون و جراحي و GIS  مربوطه

·   مدير پروژه و كارشناس مطالعات مرحله دوم طرح شبكه جمع آوري و دفع فاضلاب شهر بندر امام خميني (طراحی ، بازبینی و اصلاح 10 آلبوم نقشه اجرایی شبکه جمع آوری و دفع فاضلاب و همچنین بازبینی و اصلاح آلبوم نقشه تلمبه خانه P.S.16) 

·   مدير پروژه و كارشناس مطالعات مرحله دوم طرح شبكه جمع آوري و دفع فاضلاب شهر شادگان (طراحی 8 آلبوم نقشه اجرایی شبکه جمع آوری و دفع فاضلاب و همچنین تهیه گزارش فنی مطالعات مرحله دوم) 

·   مدیر پروژه و کارشناس مطالعات مرحله دوم طرح تامین آب و تاسیسات آبگیری از رودخانه کارون جهت آب آشامیدنی شهر جدید رامین (تعیین محل آبگیر و تجزیه و تحلیل دبیهای با دوره بازگشت مختلف رودخانه کارون جهت طراحی آبگیر)

·        مدیر پروژه و کارشناس مطالعات تکمیلی مرحله اول طرح انتقال و توزیع آب آشامیدنی شهر جدید رامین

·   مطالعه و تحقيق و تهيه گزارش در زمينه لوله هاي مورد استفاده در شبكه هاي آبياري ، زهكشي ، آبرساني و شبکه های جمع آوري و دفع فاضلاب

·        تهيه گزارش در زمينه هيدروليك جريان رودخانه ، فرسايش و رسوبگذاري در رودخانه و رسوبگذاري در مخزن سد

·        مدیر پروژه و کارشناس مطالعات طراحی شبکه آبیاری قطره ای شهرک صنعتی ساوه

 

چهارمين کنگره ملي مهندسي عمران-دانشکده فنی-دانشگاه تهران-ارديبهشت 1387

بررسي آزمايشگاهي تأثير دو نوع هوادهي بر روي هيدروليك جريان ریزشی

   خلاصه

شيب­­شکنها از جمله سازه­هاي هيدروليکي هستند که براي انتقال آب از يک ارتفاع بالاتر به پائين­تر و اتلاف انرژي اضافي ناشي از سقوط آب، جهت اعمال يک سرعت بهينه در کانالها و شبکه­هاي آبياري و زهکشي به کار مي­روند. در شيب شکنهاي قائم در حالت جريان تيغه اي يا ريزشي، جت ريزشي استخر آب زيرين خود را قطع كرده و يك محفظه هوا در زير جت تشكيل مي‌گردد. اگر اين محفظه هوادهي نشود مشكلات هيدروليكي مهمي را در جريان سازه پديد مي­آورد. با كاهش فشار در ناحيه مذكور، انحناء جت ريزشي شديد شده و در نتيجه ضريب تخليه افزايش مي‌يابد، لذا سازه از حالت استاندارد براي اندازه‌گيري دبي خارج مي شود. اين پديده گاهي اوقات باعث ايجاد لرزش در سازه شده و سبب تخريب آن مي‌گردد.

در اين تحقيق شيب شکنهاي قائم در دو ارتفاع 5/16 و 5/26 سانتي متر در فلوم 25 سانتي متري آزمايشگاه هيدروليک دانشگاه شهيد چمران اهواز مستقر گرديد. با ايجاد تنگ شدگي در مدخل ريزشي سازه (در چهار اندازه) و نيز با ايجاد گشاد شدگي در محل سازه، در دو حالت مختلف هوادهي صورت پذيرفت. در دبيهاي مختلف، پارامترهاي هيدروليکي جريان نظير: افت انرژي، مشخصات جت ريزشي و پرش هيدروليکي بدست آمد و تاثير دو نوع هوادهي مورد بررسي و تجزيه و تحليل قرار گرفت. در پايان نتايج با داده هاي تحقيقات انجام شده توسط محققين ديگر مانند: وايت، چنسون، رند، چمني و راجاراتنام مقايسه گرديد.

در اين تحقيق معلوم گرديد كه نتايج بيشترين نزديکي را به معادلات رند دارا مي باشد. معادلات بدست آمده در حالت تنگ‌شدگي، در مقايسه با حالت ايجاد گشادشدگي،  نزديکي بيشتري را به معادلات رند دارا مي‌باشد. تقريبا افت نسبي انرژي در شيب شکن قائم در حالت هوادهي با ايجاد گشادشدگي بيشتر از حالت هوادهي با ايجاد تنگ شدگي مي باشد.

        واژه­هاي کليدي: شيب­شکن قائم، جت ريزشي، پارامترهاي هيدروليکي، هوادهي، مدل فيزيکي

 

دومين همايش ملي مديريت شبکه هاي آبياري و زهکشي-دانشگاه شهيدچمران اهوازدانشکده مهندسي علوم آب-بهمن87

هوادهي به دو طريق مختلف درشيب­شكنهاي پلكاني و اثر آن بر روی هيدروليك جريان

 

چكيده

در جريان با سرعت بالا در كانال يا جريان با سقوط آزاد، لازم است كه مقداري از انرژي جريان بخاطر جلوگيري از صدمه زدن به كانال و سازه هاي آن مستهلك شود. پله‌ها در شيب‌شکنهاي پلکاني بنحو كاملا چشمگيري مي‌توانند شدت استهلاك انرژي را افزايش داده و اندازه و هزينه حوضچه آرامش را كاهش دهند. از اين شيب شكنها در رودخانه‌ها و آّبراهه‌ها براي اكسيژن دهي به جريانهايي كه اكسيژن محلول در آنها كم است نيز، مي‌توان استفاده كرد. در شيب شكنهاي پلكاني در حالت جريان ريزشي، بين جت آب و شيب شكن يك حفره هوا بوجود مي آيد. پس از مدتي از برقراري جريان بر روي سازه، فشار در درون اين حفره كمتر از فشار هوا مي شود. با كاهش فشار در ناحيه مذكور، انحناء جت ريزشي تشديد شده و در صورت عدم هوادهي اين ناحيه، رفتارهاي نامطلوبي مانند لرزش در سازه و عدم كاركرد مناسب آن بوجود مي آيد.

در اين تحقيق مدل شيب شكنهاي پلكاني (3پله و 5 پله) در دو ارتفاع 5/16 و 5/26 سانتي متر در فلوم با عرض 25 سانتي متر در آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه شهيد چمران اهواز مستقر و به دو طريق مختلف هوادهي صورت پذيرفت. طريق اول (تيپ I) با ايجاد گشادشدگي در فلوم در محل شيب شكن و طريق دوم (تيپ II) با ايجاد زائده در بدنه فلوم در بالادست شيب شكن. پس از استقرار مدل، در دبيهاي مختلف پارامترهاي هيدروليكي جريان مانند: افت انرژي، مشخصه‌هاي پرش هيدروليكي، ارتفاع استخر آب روي هر پله و ... بدست آمد و تاثير هوادهي مورد بررسي و تجزيه و تحليل قرار گرفت.

هوادهي در دو تيپ اجرا شده عملا امكان پذير و مفيد واقع گرديد. جريان در پله‌هاي انتهايي غيرريزشي بود و نيازي به هوادهي وجود نداشت، ولي در پله‌هاي ابتدايي که جريان ريزشي ‌بود،  هوادهي به خوبي صورت گرفت. ضمنا با افزايش در ميزان دبي در تمامي حالات، افت نسبي انرژي کل و همچنين افت نسبي انرژي ناشي از سازه کاهش ‌يافت.

 واژه­هاي کليدي: شيب­شکن پلكاني، جت ريزشي، هيدروليک، هوادهي، مدل فيزيکي.