بررسی عددی اندرکنش جریان سرریز و سازه در سدهای با سرریز پلکانی
وضعیت نشر و پخش و غیره
محل نشرو پخش و غیره
تهران
یادداشتهای مربوط به عنوان و پدیدآور
متن يادداشت
محمدرضا کاویانپور
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
کسي که مدرک را اعطا کرده
خواجه نصیرالدین طوسی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۷
نظم درجات
سازههای هیدرولیکی
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
هدف از طراحی سدهای وزنی، ضمن برآوردن اهداف ناشی از ساخت، تٲمین پایداری و ضرایب ایمنی میباشد. با ظهور فناوری جدید اجرایی سدها و گسترش سدهای بتنغلتکی، استفاده از سرریزهای پلکانی افزایش یافته است. بررسی عملکرد لرزهای هندسه و پایداری دینامیکی سد بر طراحی و بهینهسازی اجزای سازههای مستهلککننده در بهبود عملکرد هیدرولیکی سیستمهای تخلیه سیلاب مخازن سدها، کاهش هزینههای مرتبط و کاهش ریسکپذیری پروژه اهمیت بسزایی دارد. از اینرو تحلیل عددی اندرکنش جریان سرریز و سازه سد CCR با سرریز پلکانی با در نظر گرفتن رفتار لرزهای از اهداف مهم تحقیقات است. در این رویکرد استفاده از تحلیل لرزهای برای پارامترهای سازهای سد و بهکارگیری عملکرد کوپل بین روش حجم محدود و المان محدود در شبیهسازی عددی، به عنوان روشی مناسبی برای استخراج پارامترهای هیدرولیکی و سازهای ارائه شده است. در روند این تحقیق نتایج حاکی از این است که به ازای تمامی مقادیر دبی، جریان از نوع رویهای بوده است و با افزایش دبی و عمق آب مخزن، فشار هیدرودینامیکی افزایش یافته است و با افزایش زبری بستر، فشار و عمق آب نیز افزایش مییابد و نیز پارامتر سرعت کاهش یافته است. نتایج حاکی از این است که بیشترین تنش برشی و تنش قائم کل بدنه سد در قسمت پنجه سد و حداقل مقادیر در پاشنه بدنه سد میباشد. با بررسی تنش برشی نسبی در روی پلهها حداکثر مقدار واقع درکنج پلهها و حداقل مقدار تنش برشی در لبه پلهها مشاهده شده است. و در نظر گرفتن نیروی هیدرودینامیک آب در حالت مخزن پر تاثیر چشمگیری بر افزایش میزان تنش برشی سازه و پلهها دارد و نسبت به مدلهای 3M و 5M دارای اختلاف 01 و 001 درصدی افزایش تنش برشی در امتداد پلهها میباشد، همچنین با عملکرد پلهها در استهلاک انرژی تنش برشی نسبت به تندآب شیبدار بجز در حالت عدم تاثیر مخزن (مدلهای سوم و چهارم) حدود 3 تا 5 درصد کاهش یافته و تنش برشی با افزایش فاصله عمودی پلهها در مدلهای سوم و چهارم از تاج حدود 21 درصد افزایش یافته که ناشی از افزایش وزن و منجر به جذب انرژی نیروی زلزله و افزایش نیروی برشی سازه گردیده است. با بررسی تنش قائم نسبی در روی پلهها حداکثر مقدار واقع در لبه پلهها و حداقل مقدار تنش قائم در کنج پلهها مشاهده شده است و در نظر گرفتن نیروی هیدرودینامیک آب در حالت مخزن پر تاثیر چشمگیری بر افزایش میزان تنش قائم سازه و پلهها دارد و نسبت به مدلهای 3M و 5M دارای اختلاف 21 و 89 درصدی افزایش تنش قائم در امتداد پلهها میباشد. تنش قائم تندآب پلکانی نسبت به تندآب شیبدار حدود 02 تا 04 درصد در مدلهای مختلف افزایش یافته است که علت آن وزن پلهها و همچنین استهلاک انرژی در تندآب پلکانی و افزایش عمق تیغه آب عبوری از روی سطح است که منجر به افزایش تنش فشاری گردیده است. بیشترین تغییرشکل کل در تاج سد در حالت دینامیکی با مخزن پر مشاهده شده است و نسبت به مدلهای 3M و 5M دارای افزایش تغییرشکل 61 و 56 درصدی در امتداد پلهها میباشد و همچنین تغییرمکان کل بدنه با تندآب پلکانی نسبت به تندآب شیبدار حدود 6 تا 01 درصد افزایش یافته است. تغییرشکل با افزایش فاصله عمودی پلهها از تاج کاهش یافته که ناشی از استهلاک انرژی و کاهش سرعت جریان است. با این حال نیروهای هیدرودینامیک تاثیر چندانی بر تغییرشکل پلهها نداشته است و الگوی جریان رویهای حاکم، متاثر از تغییرشکل قائم پلهها نبوده است.
متن يادداشت
The purpose of the design of gravity dams is in addition to the goals of construction, to provide sustainability and safety factores. With the advent of new technology for the implementation of dams and the expansion of roller concrete dams, the use of stepped spillways has increased. Investigating the seismic performance of the geometry and dynamic stability of the dam is important in designing and optimizing the components of dissipation structures to improve the hydraulic performance of flood discharge systems of dams, reduce related costs and reduce riskiness of the project. Therefore, Numerical Investigation Of Overflow On Spillway And Dams Response In Dams With Stepped Spillway, considering seismic behavior is one of the important research objectives. In this approach, the use of seismic analysis for dam parameters and the application of coupling function between finite volume and finite element method in numerical simulation is presented as a suitable method for extracting hydraulic and structural parameters. In the process of this research, the results indicate that for every discharge value, flow has been a skimming flow, and with increasing discharge value and reservoir water depth, the hydrodynamic pressure has increased and with increasing bed roughness, pressure and depth of water are increased and Also, the speed parameter has dropped. The results indicate that the maximum shear stress and vertical stress of the entire body of the dam are in the toe and the minimum values in the heel. By examining the relative shear stress on the stairs, the maximum value of the steps in the corner and the minimum shear stress at the edge of the stairs are observed And considering the hydrodynamic force of the water in the full reservoir mode has a significant effect on increasing the shear stress of the structure and the stairs, and in comparison to the M3 and M5 models there is a difference of 10 and 100% increase in shear stress along the stairs, also with the performance of the stairs in the energy dissipation The shear stress on the sloped chute, except for the effectless reservoir )third and fourth models(, decreased by about 3 to 5%, and the shear stress increased with a vertical spacing increase of the stairs in the third and fourth models of the crest by about 12% due to weight And has led to the absorption of earthquake force and increased shear force. By examining relative vertical stress on the stairs, the maximum value at the edge of the stairs and the minimum vertical stress in the corner of the steps is observed, and consideing the hydrodynamic force of the water in the full reservoir mode has a significant effect on increasing the vertical stresses of the structure and the stairs, and compared to The M3 and M5 models have a 12 and 98 percent difference in vertical stress along the stairs. The stepped chute vertical stress has risen from 20 to 40 percent in a variety of models in comparison to the sloped chute, due to stairs weight, as well as energy dissipation in the stepped chute and increasing the depth of the water through the surface, leading to increased pressure stress. The highest total deformation in the crest of dam is dynamically observed with a full reservoir, and the M3 and M5 models have a 16 and 65 percent displacement increase along the stairs, and the total displacement of the body with a stepped chute in comparison to sloped chute about 6 to 10 percent Increased. The deformation decreases with increasing vertical spacing of the steps from the crest due to the energy dissipation and the decrease of the flow speed. However, the hydrodynamic forces did not have much effect on the deformation of the stairs, and the skimming flow regime was not affected by the vertical deformation of the stairs.
موضوع (اسم عام یاعبارت اسمی عام)
تقسیم فرعی موضوعی
تنش برشی
تقسیم فرعی موضوعی
تحلیل در حوزه زمان
تقسیم فرعی موضوعی
بتن غلتکی
تقسیم فرعی موضوعی
سیالات اویلری
تقسیم فرعی موضوعی
ناویراستوکس
تقسیم فرعی موضوعی
سدهای CCR
تقسیم فرعی موضوعی
اندرکنش سیال-سازه
تقسیم فرعی موضوعی
توربولانس
تقسیم فرعی موضوعی
غیرصریح
تقسیم فرعی موضوعی
عمران
عنصر شناسه ای
دانشکده عمران
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )