پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی عمران > مقطع دکتری > سال 1404
پدیدآورندگان:
میلاد پایسته [پدیدآور اصلی]، احمد احمدی [استاد راهنما]، علیرضا کرامت [استاد مشاور]
چکیده: کیفیت آب حین عبور از خطوط انتقال، بر اثر فرآیندهای پیچیده فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی دستخوش تغییرات مهمی میشود. یکی از این فرآیندها که در سالهای اخیر توجه محققین را به خود جلب کرده است، مکش ناگهانی آلودگی بر اثر جریان گذرا میباشد. موج فشار منفی ضربهقوچ در لحظاتی که به نقاط آسیب سازهای همچون نشت برسد، منجر به مکش ناگهانی آلودگی از فضای اطراف لوله به جریان درون لوله وارد میشوند که میتواند سلامت جامعه را به خطر بیاندازد.
شناخت فرآیند پیچیده مکش ناگهانی آلودگی و عوامل موثر بر آن، نیازمند یک مدلسازی دقیق و بهینه جهت تخمین مقدار آلودگی وارد شده میباشد. این تحقیق در قالب مدلسازی دقیق عددی سیستم مخزن – لوله – شیر همراه با نشت، براساس دیدگاه اولری و لاگرانژی، سعی بر تخمین مقدار و نحوه انتشار آلودگی وارد شده به لوله بر اثر جریان گذرا دارد. معادلات هیدرولیک جریان با استفاده از روش اولری مشخصهها و روش لاگرانژی ردیابی بهینه امواج حل شدند و معادلات انتقال آلودگی با استفاده از روش اولری توسعه بازه مدلسازی و روش لاگرانژی رویداد محور حل شدند.
این مطالعه یک حلگر عددی اولری-لاگرانژی در نرم افزار متلب معرفی میکند که قادر به کمّیسازی سیستماتیک خروج مجدد آلاینده با در نظر گرفتن اندرکنش نوسانات موج فشاری است. مقایسه نتایج محاسباتی حجم مکش آلودگی با دادههای آزمایشگاهی شاخص ریشه میانگین مربعات خطا (nRMSE) برای روش لاگرانژی 53/4% و 96/5% برای روش اولری است که صحت مدلسازی هیدرولیکی و نشت را تایید میکند. انتشار آلودگی در شرایط گذرا با استفاده از روش لاگرانژی مدلسازی شد و مقایسه نتایج با روش اولری دقت بالا را با بیشینه شاخص ریشه میانگین مربعات خطای 5/5% نشان میدهد.
نتایج نشان داد حجم آلودگی وارد شده در لوله ویسکوالاستیک به مقدار قابل توجهی در مقایسه با لولههای الاستیک کاهش مییابد. نتایج تحلیل حساسیت جامع شامل ۳۶ سناریوی مختلف نشان میدهد که هد فشار نسبی در طول لوله مهمترین عامل تأثیرگذار بر حجم مکش آلایندهها است. بیشینه نرخ خروج مجدد آلایندهها در نزدیکی شیرهای پاییندست تا حدود 68% مشاهده شد؛ در حالیکه بخشهای میانی لوله بیشترین میزان مکش و بهدامافتادگی آلایندهها را ثبت کردند. این یافتهها نشان میدهد گرچه اثر خروج مجدد آلودگی در شرایط خاص قابل توجه است، لیکن میتوان در جهت اطمینان بیشتر از آن صرفنظر نمود. همچنین نتایج نشان داد، بهکارگیری روش حل عددی لاگرانژی بهصورت متوسط بیش از 80% نسبت به روش اولری در کاهش محاسبات عددی راندمان بهتری را ارائه میدهد.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#کلمات کلیدی: مکش ناگهانی آلودگی #نشت #ضربهقوچ #انتقال آلودگی #دیدگاه اولری و لاگرانژی #لولههای ویسکوالاستیک.
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده: