بهینه سازی قاب های صلب ساختمانی تحت اثر بار زلزله به روش الگوریتم وراثتی و با استفاده از شبکه های عصبی
اختصاصی از یارا فایل بهینه سازی قاب های صلب ساختمانی تحت اثر بار زلزله به روش الگوریتم وراثتی و با استفاده از شبکه های عصبی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
پایان نامه کارشناسی ارشد با عنوان: بهینه سازی قاب های صلب ساختمانی تحت اثر بار زلزله به روش الگوریتم وراثتی و با استفاده از شبکه های عصبیدانشگاه سیستان و بلوچستان
استاد راهنما: دکتر محمدرضا قاسمی – پروفسور عیسی سلاجقه
پژوهشگر: احمد محمدزاده
بهار 1383
فرمت فایل: PDF و شامل 222 صفحه
چکیده:
بهینه کردن یک تابع عبارت است از تعیین متغییرهایی موثر بر تابع به روشی معین به طوری که مقدار این تابع به ازای آن متغییرها حداکثر یا حداقل شود و همزمان شرایط خاصی که بر آن مدل حاکم است ارضاء گردند. اگر در فرآیند بهینه سازی یک سازه، تابع هدف تعیین حداقل وزن آن سازه به ازای ارضاء تمامی شرایط طراحی باشد، در این حالت گوییم که کمینه سازی وزن سازه را انجام داده‌ایم. عمل بهینه سازی در یک سازه می‌تواند برای حالات مختلف بارگذاری انجام گیرد که در این تحقیق برای اولین بار بحث بهینه کردن وزن اسکلت قاب‌های دوبعدی ساختمان تحت اثر بارهای مرده، زنده، زلزله و ترکیب آنها و تحلیل دینامیکی سازه به روش تاریخچه زمانی به عنوان هدف اصلی مطرح گردید. برای نیل به این هدف از روش بهینه سازی الگوریتم وراثتی که روشی مؤثر برای بهینه سازی با متغیرهای گسسته است، استفاده گردید. قیود طراحی نیز محدود کردن تنش‌های اعضاء و جابجایی حداکثر طبقه‌ی آخر می‌باشد که با کنترل روابط آیین نامه فولاد ایران (آفا) حاکم بر طرح سازه‌های فولادی انجام می‌گیرد اما ماهیت تصادفی بودن الگوریتم وراثتی همگرایی روش را کند می‌کند. از طرف دیگر با افزایش تعداد درجات آزادی سازه، بهینه سازی آن مستلزم صرف زمان‌های طولانی بوده و در برخی موارد غیر عملی می‌شود.
در راستای کاهش زمان بهینه سازی، در این تحقیق روش پردازش امواج برای کاهش تعداد نقاط مدل کننده‌ی منحنی تاریخچه زمانی مطرح گردید. با این روش می‌توان موج زلزله‌ی طرح را با تعداد نقاط کمتری مدل کرده و در نتیجه به میزان قابل توجهی از زمان تحلیل و به تبع آن زمان بهینه سازی کاسته خواهد شد. در این راستا از تکنیک پردازش امواج به روش تبدیلات موجکی استفاده گردید. این روش، روشی نوین در پردازش امواج در حوزه‌ی زمان – فرکانس می‌باشد. بدین ترتیب اطلاعات فرکانس – زمان به طور هم زمان پردازش گردیده و ارائه می‌شود. همچنین جهت هر چه بیشتر کارآمد کردن روش اتخاذ شده استفاده از سیستمهای هوشمند مبتنی بر شبکه‌های عصبی تقریب ساز تحلیل سازه نیز به کار گرفته شده. برای این منظور از شبکه عصبی مصنوعی تابع بنیادی شعاعی استفاده گردید. این نوع شبکه عصبی، تاکنون در تقریب سازی تحلیل قاب‌های ساختمانی تحت اثر بارهای دینامیکی مورد استفاده قرار نگرفته بود. با استفاده از این نوع شبکه عصبی، الگوریتمی تهیه گردید که به ایجاد کاهش قابل ملاحظه‌ی زمان تحلیل سازه می‌انجامد. راهکارهای مطرح شده در متن اصلی پایان نامه به طور کامل تشریح شده و نتایج به دست آمده نشان از کارآیی روشهای اتخاذ شده دارند.
برای هر یک از مراحل کاری این تحقیق برنامه‌های خاص آن مرحله، از جمله بهینه ساز به روش الگوریتم وراثتی، پردازش کننده امواج به روش تبدیلات موجک تهیه شده و برای تحلیل و طراحی سازه از برنامه‌های SAPSTL ، SAP90 به کار گرفته شد. همچنین از محیط نرم افزار MATLAB 6.5 جهت شبیه سازی شبکه‌ی عصبی مصنوعی تابع بنیادی شعاعی استفاده شده است.
می توانید نمونه نمایشی شامل 20 صفحه نخست پایان نامه را از لینک زیر دریافت کنید.
http://omidcivil.persiangig.com/sellfile/191n.zip/download
مشاهده آنلاین و دریافت فایل نمونه:
https://drive.google.com/file/d/0B3BBM5yT_t4ZRDA3ZzcybG5Nams
** توجه: خواهشمندیم در صورت هرگونه مشکل در روند خرید و دریافت فایل از طریق بخش پشتیبانی در سایت مشکل خود را گزارش دهید. **
بررسی بردارهای ریتز وابسته به بار و روش MPA
اختصاصی از یارا فایل بررسی بردارهای ریتز وابسته به بار و روش MPA دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
مقدمه :
توسعه و رشد سریع سرعت کامپیوترها و روشهای اجزای محدود در طی سی سال گذشته محدوده و پیچیدگی مسائل سازه ای قابل حل را افزایش داده است. روش اجزای محدود روش تحلیلی را فراهم کرده است که امکان تحلیل هندسه، شرایط مرزی و بارگذاری دلخواه را به وجود آورده است و قابل اعمال بر سازه‌های یک بعدی، دو بعدی و سه بعدی می‌باشد. در کاربرد این روش برای دینامیک سازه‌ها ویژگی غالب روش اجزای محدود آن است که سیستم پیوسته واقعی را که از نظر تئوری بینهایت درجة آزادی دارد، با یک سیستم تقریبی چند درجه آزادی جایگزین نماید. هنگامی که با سازه‌های مهندسی کار می‌کنیم غیر معمول نمی‌باشد که تعداد درجات آزادی که در آنالیز باقی می‌مانند بسیار بزرگ باشد. بنابراین تأکید بسیاری در دینامیک سازه برای توسعة روشهای کارآمدی صورت می‌گیرد که بتوان پاسخ سیستمهای بزرگ را تحت انواع گوناگون بارگذاری بدست آورد.
هر چند اساس روشهای معمول جبر ماتریس تحت تاثیر درجات آزادی قرار نمی‌گیرند، تلاش محاسباتی و قیمت، به سرعت با افزایش تعداد درجات آزادی افزایش می‌یابند. بنابراین بسیار مهم است که قیمت محاسبات در حد معقول نگهداشته شوند تا امکان تحلیل مجدد سازه بوجود آید. هزینه پایین محاسبات کامپیوتری برای یک تحلیل امکان اتخاذ یک سری تصمیمات اساسی در انتخاب و تغییر مدل و بارگذاری را برای مطالعة حساسیت نتایج، بهبود طراحی اولیه و رهنمون شدن به سمت قابلیت اعتماد برآوردها فراهم می‌آورد. بنابراین، بهینه سازی در روشهای عددی و متدهای حل که باعث کاهش زمان انجام محاسبات برای مسائل بزرگ گردند بسیار مفید خواهند بود.
فهرست مطالب :
فصل اول : آنالیز دینامیکی با استفاده از بردارهای ریتز وابسته به بار
بخش اول : تحلیل دینامیکی
مقدمه
1-1- اصول اولیه تحلیل دینامیکی
2-1- تعادل دینامیکی
3-1- روش حل گام به گام
4-1- روش برهم نهی مدی
5-1- تحلیل طیف پاسخ
6-1- حل در حوزه فرکانس
7-1- حل معادلات خطی
بخش دوم : محاسبه بردارهای متعامد بر جرم و سختی
مقدمه
1-2- روش جستجوی دترمینانی
2-2- کنترل ترتیب استورم
3-2- متعامد سازی گرام اشمیت
4-2- تکرار زیر فضای بلوکی
5-2- حل سیستمهای منفرد
6-2- ایجاد بردارهای ریتز وابسته به بار
بخش سوم : کلیات روش LDR
1-3- روش جداسازی دو مرحله ای در تحلیل سازه ها
1-1-3- جداسازی مسائل خطی دینامیکی به وسیله برهم نهی مدی
2-3- استفاده از بردارهای ریتز در دینامیک سازه ها
1-2-3- روش ریلی برای سیستمهای تک درجه آزادی
3-3- تولید خودکار بردارهای ریتز وابسته به بار
4-3- تاثیر فرمول بندی اجزای محدود بر ایجاد بردارهای ریتز وابسته به بار
1-4-3- ماتریس جرم
2-4-3- بردار بارگذاری
1-2-4-3- محتوای فرکانسی
2-2-4-3- توزیع مکانی
بخش چهارم : ارتباط میان الگوریتم بردارهای ریتز وابسته به بار و روش Lanczos
1-4- روش Lanczos
2-4- خواص اساس بردارهای ریتز وابسته به بار
3-4- نکاتی در مورد تعامد بردارهای پایه ریتز وابسته به بار
4-4- تحلیل سیستمهای با میرایی
1-4-4- روند حل برای میرایی متناسب (با ماتریس سختی )
2-4-4- روند حل برای میرایی غیر متناسب
5-4- فلسفه اساسی فراسوی بردارهای ریتز وابسته به بار
بخش پنجم : توسعه تخمین خطا برای بردارهای ریتز وابسته به بار
1-5- تخمین های خطای مکانی برای ارائه بارگذاری
2-5- ارائه بارگذاری به وسیله پایه بردارهای ریتز وابسته به بار
3-5- تخمین های خطا با استفاده از مجموع بارهای ارائه شده
4-5- تخمین خطا براساس معیار اقلیدسی بردار خطای نیرو
5-5- روشهای جمع بندی برای آنالیز برهم نهی مستقیم بردار
1-5-5- روش تصحیح استاتیکی
2-5-5- روش شتاب مدی
6-5- رابطه میان بردارهای ریتز وابسته به بار و حل مقدار ویژه دقیق
بخش ششم : الگوریتمی جدید برای ایجاد بردارهای ریتز وابسته به بار
1-6- استقلال خطی بردارهای ریتز وابسته به بار
1-1-6- روش Lanczos و مساله از دست دادن تعامد
2-1-6- بردارهای ریتز وابسته به بار و مساله از دست دادن تعامد
3-1-6- باز متعامد سازی انتخابی
4-1-6- کاربرد کامپیوتری متعامد سازی انتخابی
2-6- تنوع محاسباتی الگوریتم بردارهای ریتز وابسته به بار
1-2-6- بردارهای ریتز LWYD
2-2-6- کاربرد کامپیوتری با استفاده از فرم کاهش یافته سه قطری
3-6- کاربرد عددی روی سیستمهای ساده سازه‌ای
1-3-6- حل مثال با استفاده از برنامه CALSAP
2-3-6- توضیح مدل ریاضی
3-3-6- ارزیابی گونه های محاسباتی الگوریتم ریتز
بخش هفتم : تحلیل دینامیکی غیرخطی با برهم نهی مستقیم بردارهای ریتز
1-7- منبع و حد رفتار غیرخطی
2-7- تکنیک های راه حل برای تحلیل دینامیکی غیرخطی
3-7- روشهای انتگرال گیری مستقیم
4-7- روشهای برهم نهی برداری
5-7- گزینش بردارهای انتقال برای روشهای برهم نهی
6-7- خط مشی های حل سیستمهای غیرخطی کلی
7-7- خط مشی های حل سیستمهای غیرخطی محلی
بخش هشتم : توصیف فیزیکی الگوریتم ریتز و ارائه چند مثال
1-8- مقایسه حل با استفاده از بردارهای ویژه و بردارهای ریتز
مثال 1:
مثال 2:
مثال 3:
بخش نهم : تحلیل دینامیکی با استفاده از بردارهای ریتز
1-9- معادله حرکت کاهش یافته
نتیجه
مراجع فصل اول
ضمیمه
فصل دوم : آنالیز استاتیکی فزاینده غیرخطی مودال (MPA)
بخش اول : آنالیز استاتیکی فزاینده غیرخطی
1-1- روندهای تحلیلی
2-1- پیدایش روش غیرخطی استاتیکی
3-1- فرضیات اساسی
1-3-1- کنترل براساس نیرو یا تغییر مکان
2-3-1- الگوهای بارگذاری
3-3-1- تبدیل سازه MDF به SDF
4-3-1- تغییر مکان هدف
5-3-1- حداکثر شتاب زمین
4-1- روش آنالیز استاتیکی غیرخطی
5-1- روش گام به گام در محاسبه منحنی ظرفیت
1-5-1- روش گام به گام محاسبه منحنی ظرفیت
6-1- محدودیتهای POA
بخش دوم : MPA
1-2- معادلات حرکت
2-2- معرفی سیستمهای مورد بررسی و حرکت زمین
3-2- روند تقریبی تحلیل
1-3-2- بسط مدی نیروهای موثر
2-3-2- ایده اساسی
4-2- روشUMRHA
1-4-2- سیستمهای خطی
2-4-2- سیستمهای غیرخطی
5-2- MPA
1-5-2- سیستمهای الاستیک
2-5-2- سیستمهای غیرالاستیک
6-2- خلاصه MPA
7-2- برآورد روش
دانلود پایان نامه رشته مهندسی برق محاسبات پخش بار در شبکه داخلی نیروگاه سیکل ترکیبی یزد
اختصاصی از یارا فایل دانلود پایان نامه رشته مهندسی برق محاسبات پخش بار در شبکه داخلی نیروگاه سیکل ترکیبی یزد دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
دانلود پایان نامه آماده
دانلود پایان نامه رشته مهندسی برق محاسبات پخش بار در شبکه داخلی نیروگاه سیکل ترکیبی یزد با فرمت ورد و قابل ویرایش تعداد صفحات 150
پیشگفتار
با توجه به نقش حیاتی انرژی الکتریسیته در ساختار زیر بنایی صنعت و اقتصاد کشور ، لزوم توجه به نیروگاه های برقی به عنوان منبع اصلی تولید انرژی الکتریسیته اهمیت بسیاری پیدا می کند . توان تولیدی این نیروگاه ها از طریق شبکه سراسری به شهرها و مراکز صنعتی ، کشاورزی ، تجاری و … منتقل می شود تا چرخه اقتصادی کشور به حرکت در آید . در واقع بدون وجود نیروگاه ها ، سخن گفتن از مقوله ای به نام صنعت برق بیهوده است . در زمینه نصب راه اندازی ، بهره برداری ، نگهداری و تعمیرات نیروگاه ها ، مهندسان مختلفی وجود دارند که از مهمترین آنها می توان به مهندسان برق و مکانیک اشاره نمود . با توجه به اینکه مهندسین برق شاغل در نیروگاه ها باید از تمام قسمتهای آنها ، اعم از تجهیزات الکتریکی و مکانیکی اطلاعات کافی داشته باشند ، بر آن شدیم که با انجام این پروژه برخی از تجهیزات مهم و شبکه داخلی نیروگاه ها را ( سیکل ترکیبی ) مورد ارزیابی قرار داده و به نحوی پخش بار شبکه داخلی نیروگاه را نیز انجام دهیم . لذا در ابتدا نگاهی گذرا به وضعیت برق در ایران داشتیم و در فصل دوم نیز نگاهی به نیروگاه های بخاری و گازی ( سیکل ترکیبی ) داشتیم و در فصل سوم به سیستم شبکه داخلی نیروگاه سیکل ترکیبی اشاره نمودیم و در فصل چهارم ترانسفورماتورهای قدرت نیروگاهی را مورد ارزیابی قرار دادیم . مهمترین کارمان در فصل پنجم و ششم بوده که در این دو فصل نگاهی عمیق به شبکه داخلی نیروگاه سیکل ترکیبی یزد داشتیم و در آن سطح مقطع کابل های مورد استفاده و همچنین پخش بار این شبکه داخلی را توسط نرم افزار انجام داده ایم .
1 انواع نیروگاههای تولید برق :
در میان پرکار برد ترین و مهمترین نیروگاههای متداول در جهان و ایران ، می توان از نیروگاههای حرارتی نام برد . این نوع نیروگاهها ، مبدل هایی هسنتد که انرژی نهفته در سوخت های جامد ، مایع ، گازی و یا سوخت های هسته ای را به انرژی برق تبدیل می کند .
نیروگاههای حرارتی ، طیف وسیعی از نیروگاهها را در برمی گیرند که از آن جمله می توان به نیروگاههای بخاری ، گازی ، چرخه ترکیبی ، دیزلی و هسته ای اشاره نمود . نوع بسیار متداول نیروگاههای حرارتی ، نیروگاههای بخاری می باشد . در این نوع نیروگاه با مشتمعل شدن سوخت های فسیلی ، آب سیکل ، تبدیل به بخار می شود .سپس انرژی بخاری تولیدی ، سبب چرخش توربین و در نهایت ، تولید انرژی برق می گردد . تفاوت اساسی نیروگاههای گازی با بخاری در آن است که سیال سیکل توربین گازی ، هوای محیط می باشد . اما نیروگاههای سیکل ترکیبی , متشکل از واحدهای گازی و بخاری می باشند که در آنها به منظور افزایش بازده کل حرارتی و بازیافت بخشی از انرژی باقی مانده در گازهای خروجی از توربین های گازی ، این گازها را به یک دیگ بخار بازیاب هدایت می کنند . بخار حاصل از این طریق ، توربین بخاری را به گردش در می آورد . از مهمترین نیروگاههای حرارتی می توان به نیروگاههای هسته ای ( اورانیم غنی شده ، پلوتونیم و … ) بخار با انرژی نهفته بسیار زیادی تولید می شود . با استفاده از انرژی بخار تولید شده ، توربین بخاری به چرخش در می آید و در نهایت انرژی الکتریکی تولید می شود .
در نیروگاههای برق آبی ، عامل و سیال واسطه ، جریان آب یا انرژی پتانسیل آب پشت سدها و آب بند ها است . نیروگاههای جریان رودخانه ای و نیروگاههای برق آبی از این نوع نیرگاهها هستند . از انرژی موجود در جریان آب رودخانه ها می توان در چرخاندن پرهای یک توربین آبی برای تولید انرژی مکانیکی ( و پس از آن تولید الکتریکی توسط ژنراتورها ) بهره جست . همچنین با ایجاد سدها و ذخیره سازی آب رودخانه در پشت این سدها می توان می توان از انرژی پتانسیل نهفته درآب پشت سد ( برای به چرخش در آوردن توربین ها ) نیز استفاده نمود .
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول : مقدمه ای بر تولید برق در ایران
1-1 انواع نیروگاه های تولید برق 2
1-2 عرضه و تقاضای انرژی برق 6
1-3 تولید نیروگاه های ایران 11
فصل دوم : آشنایی با نیروگاه های سیکل ترکیبی ( بخاری گازی )
2-1 نیروگاه های بخاری 18
2-1-1 مقدمه 18
2-1-2 سیکل ترمودینامیکی نیروگاه بخاری 20
2-1-3 دیگ بخار و تجهیزات جانبی آن 24
2-2 نیروگاه گازی 31
2-2-1 مقدمه 31
2-2-2 سیکل قدرت گازی 32
2-2-3 تجهیزات نیروگاه گازی 36
2-3 نیروگاه سیکل ترکیبی 42
2-3-1 مقدمه 42
2-3-2 نیروگاه چرخه ترکیبی با دیگ بخار بازیاب 46
فصل سوم : مصرف داخلی نیروگاه های تولید برق
3-1 مقدمه 53
3-2 سیستمهای داخلی نیروگاه سیکل ترکیبی 54
3-3 انتخاب ولتاژ مصرف داخلی 55
3-4 تغذیه مصرف داخلی نیروگاه 57
3-4-1 تغذیه از شین اصلی نیروگاه 57
3-4-2 تغذیه از پایانه ژنراتور 59
3-4-3 تغذیه مصرف داخلی با اتصال گروهی واحدها 64
3-5 تغذیه برق اضطراری 65
3-6 تغذیه شین DC 67
3-7 سیستم برق اضطراری 68
3-8 شاخص های مطرح در طراحی سیستم مصرف داخلی نیروگاه 69
3-9 بارهای مصرفی در سیستم مصرف داخلی نیروگاه 70
3-9-1 انواع بارهای مصرفی تقسیم بندی آنها 70
3-9-2 دسته بندی بارها از لحاظ اهمیت و حساسیت 71
3-9-3 بررسی انواع مصرف کننده های انرژی الکتریکی 73
3-10 انواع بارهای موجود در نیروگاه سیکل ترکیبی یزد 76
فصل چهارم : ترانسفورماتورهای قدرت
4-1 مقدمه 86
4-2 دسته بندی های مختلف ترانسفورماتور 87
4-3 اتصالات مختلف ترانسفورماتورهای قدرت 88
4-4 تجهیزات اساسی ترانسفورماتورهای قدرت 90
4-5 مشخصات پلاک ترانسفورماتورها 105
4-6 خصوصیات ترانسفورماتور قدرت نیروگاه 112
فصل پنجم : محاسبات سطح مقطع کابل ها
5-1 کابل های نیروگاهی 119
5-1-1 کابل های فشار ضعیف و متوسط 119
5-1-2 کابل های فشار قوی 120
5-2 سطح مقطع کابل ها 121
5-3 اصول و شرایطی که در تعیین سطح مقطع کابل ها بکار می روند 122
5-4 محاسبات سطح مقطع برای سطح ولتاژ MV 125
5-5 محاسبات سطح مقطع برای سطح ولتاژ LV
فصل ششم : پخش بار در شبکه داخلی نیروگاه سیکل ترکیبی یزد
6-1 مقدمه
6-2 مساله پخش بار
6-3 برنامه کامپیوتری پخش بار
6-4 اجرای برنامه پخش بار برای شبکه داخلی نیروگاه سیکل ترکیبی یزد 147
منابع ماخذ
بررسی نامتعادلی بار در شبکه توزیع و روشهای کاهش آن
اختصاصی از یارا فایل بررسی نامتعادلی بار در شبکه توزیع و روشهای کاهش آن دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
پایان نامه کارشناسی
بررسی نامتعادلی بار در شبکه توزیع و روشهای کاهش آن
پیشگفتار
موضوع کلی این گزارش , بررسی نامتعادلی با رواثر آن در تلفات شبکه توزیع می‌باشد که شامل دو فصل می‌باشد بدین ترتیب که در فصل اول اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبکه توزیع بوده و به طور کلی مربوط به مطالعات اولیه می‌باشد تا دید کلی از هدف گزارش بدست آید. فصل دوم به بررسی روشهای کاهش تلفات نامتعادلی بار اختصاص دارد. فصل اول شامل دو بخش است که بخش نخست اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات در شبکه فشار ضعیف می‌باشد که به طور کلی به بررسی عدم تعادل بار در شبکه فشار ضعیف می‌پردازد و مقدار تلفات ناشی از آن محاسبه نمودخ و درصد آنرا نسبت به تلفات شبکه سراسری بیان می‌دارد. بدین وسیله به ارزش بررسی و تحقیق در این مورد پی برده می‌شود. در بخش بعدی اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات ترانسفورماتورهای توزیع مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. از آنجائیکه ترانسفورماتورها مقداری تلفات نامتعادلی به علت غیر یکسانی مشخصات الکتریکی سیم پیچی ها دارند , همچنین به عنوان یک واسط سبب انتقال نامتعادلی فشار ضعیف به سمت فشار متوسط می‌شوند , لذا توجه به آن از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این بخش در مورد انواع اتصالات ترانسها بحث شده است و میزان تلفات نامتعادلی در دون ترانس YZ و که بیشتر از همه در شبکه توزیع بکار می‌روند , محاسبه شده است. فصل دوم شامل دو بخش می‌باشد. در بخش اول الگوریتمی جهت تقسیم مناسب انشعابها بین فازها در شبکه فشار ضعیف ارائه شده است تا با متعادل کردن فازها تا حد امکان از تلفات ناشی از نا متعادلی بار کاسته شود. همچنین این الگوریتم قادر است تا شبکه موجود را به شکل بهینه تغییر شکل دهد تا تلفات نامتعادلی آن به حداقل برسد.
در بخش دوم به بررسی امکان افزایش سطح مقطع نول به منظور کاهش مقاومت نول و به تبع آن کاهش تلفات نول پرداخته شده است. همانطور که از فصل اول نتیجه گرفته شده است تلفات نول حدود سه برابر تلفات نا متعادلی بار در فازها می‌باشد , لذا نیاز به توجه و رسیدگی دارد. بخصوص در خطوط با بار زیاد اهمیت تعویض کابل‌های نول با سطح مقطع بالاتر به خوبی احساس می‌شود.
سیستم زمین کامل علاوه بر این که نقش مهمی در حفاظت شبکه توزیع دارد , تا حدی زیاد از مقاومت نول نیز می‌کاهد. بخش سوم به این موضوع اختصاص دارد بدین ترتیب که با احداث زمینهای متوالی تا حد زیادی از مقاومت نول کاسته شده و به تبع آن تلفات نول و تلفات نامتعادلی کاهش می‌یابد. لذا در این بخش با ارائه نمودارها و محاسبات به امکان احداث زمینهای متوالی پرداخته شده است.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول : اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبکه توزیع
1-1-اثر عدم تعادل بار در افزایش تلفات شبکه فشار ضعیف…………………………………….1
1-1-1-تبعات نامتعادلی بار …....………………………………………………………………….1
1-1-2-شبکه فشار ضعیف ….……………………………………………………………………..2
1-1-2-1- عدم تساوی بار فازها[4] ……………………………………………………………2
1-1-3- اضافه تلفات ناشی از جریان دار شدن سیم نول[4] ……………………………………4
1-1-4-رسم نمودار چگونگی‌رابطه‌بین افزایش عبور جریان از سیم نول و میزان ………………8
تلفات در شبکه (بار کاملاً اکتیو)[3]
1-1-5-شرایط لازم برای تعادل شبکه علاوه بر یکسان نمودن بار فازها……..……………………9
1-2- اثر نامتعادلی بار در افزایش تلفات ترانسفورماتورهای توزیع………………………………..11
1-2-1-عملکرد نا متعادل ترانسفورماتورهای سه فاز[6] ………………………………………….11
1-2-2-بارهای تکفاز روی ترانسفورماتورهای سه فاز………………………………………………12
1-2-3-بار تکفاز خط به خنثی در ترانسفورماتورهای سه فاز …………………………………….13
1-2-4-بررسی تلفات نامتعادلی در ترانسهای توزیع………………………………………………15
1-2-5-ارائه پیشنهاد جهت کم کردن تلفات نامتعادلی در ترانسفورماتورهای توزیع……………21
فصل دوم : بررسی روشهای کاهش تلفات ناشی از نامتعادلی بار
فهرست مطالب
عنوان صفحه
2-1- ارائه الگوریتم جهت تعادل بار فازها …………………………………………………………23
2-1-1- اساس روش ………………………………………………………………………………..23
2-1-2-تعیین آرایش بهینه شبکه …………………………………………………………………28
2-1-3-تخصیص انشعاب جدید بودن تغییر آرایش شبکه……...…………………………………31
2-1-4-تخصیص انشعاب جدید به شبکه بهینه شده ……………………………………………34
2-1-5-ارائه الگوریتم ……………………………………………………………………………….38
2-2- امکان سنجی افزایش سطح مقطع نول ……………………………………………………..43
2-2-1- امکان سنجی افزایش سطح مقطع نول در خطوط با بار سبک…….……………………44
2-2-2-امکان سنجی افزایش سطح مقطع در خطوط با بار متوسط …….………………………52
2-2-4-امکان سنجی افزایس سطح مقطع نول در خطوط با شعاع تغذیه طولانی………………55
2-2-5- نتیجه گیری ……………………………………………………………………………….59
2-3- سیستم زمین و اثر آن در کاهش تلفات شبکه توزیع ………………………………………60
2-3-1- تلفات در سیستم نول [1] ……...…………………………………………………………61
2-3-2- کاهش تلفات در سیم نول ……..…………………………………………………………61
2-3-3-کاهش افت ولتاژ در سیم نول ………..……………………………………………………64
2-3-4- اثر زمین نول در محل مصرف …………………………………………………………..64
فهرست مطالب
عنوان صفحه
2-3-5- زمین کردن شبکه توزیع …………………………………………………………………65
2-3-6-مقاومت سیم اتصال زمین و مقاومت زمین[9] ….…….…………………………………66
2-3-6-1- مدل خط توزیع …………………………………………………………………..67
2-3-6-2- اثر نامتعادلی فازها بر روی تلفات با توجه به سیستم زمین ….…………………70
2-3-6-3-حساسیت تلفات نسبت به مقاومت اتصال به زمین ………………………………72
2-3-6-4- جنبه اقتصادی خطا در تلفات ………………………………………………… …74
2-3-6-5- مقایسه هزینه ایجاد سیستم زمین و صرفه جوئی ناشی از کاهش تلفات پیک…76
2-3-6-6- اثرات جریان عبوری از سیستم زمین …….………………………………………77
مراجع ………………………………………………………………………………………………..78
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل (1-1):دیاگرام برداری جریانهای فازها و جریان نول ….……………………………………5
شکل (1-2):درصد افزایش تلفات برحسب افزایش عبور جریان از سیم نول ….…..……………9
شکل(1-3):دیاگرام برداری جهت محاسبه جریان نول….………………………………………10
شکل(1-4):بار تکفاز در ترانسفورماتورهای سه فاز………………………………………………13
شکل(1-5):بار تکفاز بین خط خنثی در گروه ترانسفورماتور Yyبدون خط خنثی….………14
شکل(1-6):بار خط به خنثی فاز A گروه ترانسفورماتورYy ….……………………………….15
شکل(1-7):ترانسفورماتورDY با سیم نول ….…………………………………………………..16
شکل (1-8): مقادیر جریانها در ترانسفورماتور DY با سیم نول …….…………………………18
شکل(1-9): ترانسفورماتور YZ با سیم نول …….………………………………………………20
شکل (2-1):شبکه شعاعی از یکسو تغذیه ………………………………………………………24
شکل(2-2):جریانهای فاز در شبکه شعاعی………………………………………………………25
شکل(2-3):شبکه شعاعی با در نظر گرفتن تعداد انشعابها به جای جریان آنها …….…………27
شکل(2-4):شبکه شعاعی از یکسو تغذیه با سه گره ……………………………………………28
شکل(2-5):متعادل سازی انشعابها در گره‌ها …..……………………………………………….29
شکل(2-6):مجموع انشعابهای فازها پس از متعادل سازی انشعابهای گره‌ها……..……………29
شکل(2-7): متعادل سازی مجموع انشعابهای فازها …………………………………………...30
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل(2-8): شبکه مثال (1) …….…...……………………………………………………………..31
شکل (2-9): شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز S در گره سوم …......…………….31
شکل(2-10):شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز T در گره سوم …….….…………..32
شکل(2-11):شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز Rدر گره سوم….…...……………..32
شکل(2-12):شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز R در گره سوم ..………………….33
شکل(2-13):شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز S در گره دوم …........……………33
شکل (2-24): شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز T در گره دوم ...………………...34
شکل (2-15): شبکه بهینه شده مثال ……….……………………………………………………..35
شکل(2-16):شبکه پس از تخصیص انشعاب جدید به فاز R در گره سوم ……..…………….35
شکل(2-17): شبکه پس از تخصیص دومین انشعاب به فاز R در گره سوم …...……………36
شکل(2-18):شبکه پس ازتخصیص دومین انشعاب به فاز S در گره سوم …………………..36
شکل(2-19):شبکه پس از تخصیص دومین انشعاب به فازT در گره سوم ….………………..37
شکل(2-20):شبکه پس از تخصیص انشعاب به فاز S در گره دوم ……….………………………37
شکل(2-21):شبکه پس از تخصیص انشعاب به فاز T در گره دوم ………………………….38
شکل (2-22): الگوریتم متعادل سازی بار فازها و افزودن انشعاب جدید در شبکه فشار ضعیف....42
شکل (2-23):مدارشماتیک جهت نمایش عبور بخشی از جریان نول توسط سیستم زمین……62
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل(2-24):تقسیم جریان در دو مقاومت موازی …..…………………………………………….63
شکل (2-25):مدار معادل مثال ….…………………………………………………………………65
شکل(2-26):مدل خط توزیع با چهار سیم …….…………………………………………………..67
شکل(2-27):مدل نمونه خط توزیع برای شرح محاسبات ……..………………………………….68
شکل(2-28):تغییرات تلفات بر حسب میزان نامتعادلی بار……..…………………………………71
شکل(2-29):توزیع جریان سیم نول در حالت بار نامتقارن با مقاومت‌اتصال‌زمینRg …………72
شکل(2-30): تأثیر مقاومت اتصال زمین Rg بر روی تلفات خط ……...…………………………73
شکل(2-31): نسبت تلفات در فیدر با مقاومت اتصال زمین مشخص به تلفات ……..…………..74
در فیدر با اتصال زمین کامل
شکل(2-32):ارزش کنونی تلفات خطوط انتقال ………………………………………………….76
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول(2-1):قیمت‌کابلهای4رشته‌ای‌وتک‌رشته‌ای که درسطح ولتاژ توزیع به‌کاربرده‌میشوند..….44
جدول(2-2):میزان کاهش مقاومت سیم نول در اثر زمین کردن ….……………………………63
جدول (2-3):ماتریس امپدانس HZ60 …………………………………………………69
جدول (2-4):شکل مؤلفه‌های متقارن معادل ..………………………………………….70
جدول(2-5):امپدانس خطوط با زمین مستقیم …………………………………………70
جدول(2-6):تلفات خطوط با زمین مستقیم …..……………………………………….71
جدول(2-7): تقسیم تلفات بین خط و اتصال زمین ….…………………………………72
جدول(2-8): تلفات در فیدرهای با بار توزیع شده متمرکز….……………………………75
پایان نامه ارزیابی روشهای هیدرولیکی محاسبه بار رسوبی رودخانه ها (مطالعه موردی)
اختصاصی از یارا فایل پایان نامه ارزیابی روشهای هیدرولیکی محاسبه بار رسوبی رودخانه ها (مطالعه موردی) دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
فرمت فایل : WORD , PDF
تعداد صفحات: 200
پایانامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”
مهندسی عمران –سازه های هیدرولیکی
فهرست مطالب:
چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات
1-1) هدف 3
1-2)پیشینه تحقیق 5
1-3)روش کار و تحقیق 12
فصل دوم : معرفی روابط رسوبی مورد مطالعه
مقدمه 13
2-1)انتقال بار بستر
2-2)روابط بار بستر
2-2-1)رابطه دوبویز
2-2-2)رابطه شیلدز
2-2-3)رابطه کالینسکی
2-2-4)رابطه چانگ سایمونز و ریچاردسون
2-2-5)رابطه میر پیتر
2-2-6)رابطه میر پیتر و مولر
2-2-7)رابطه شاکلیج1934
2-2-8)رابطه شاکلیج 1943
2-2-9)رابطه اینشتین
2-2-10)رابطه ونونی و بروکس
2-2-11)رابطه اینشتین براون
2-2-12)رابطه راتنر
2-2-13)رابطه فریجلینک
2-2-14)رابطه بایکر
2-2-15)رابطه ون راین
2-2-16)رابطه باگنولد
2-2-17)رابطه کیسی
2-3)بار معلق
2-4)روابط بار معلق
2-4-1)رابطه لین و کالینسکی
2-4-2)رابطه اینشتین
2-4-3)رابطه بروکس
2-4-4) رابطه چانگ سایمونز و ریچاردسون
2-4-5)رابطه باگنولد
2-4-6)رابطه ون راین
2-5)انتقال بار کل
2-6)روابط بار کل
2-6-1)رابطه توفالتی
2-6-2)رابطه باگنولد
2-6-3)رابطه انگلوند و هانسن
2-6-4)رابطه ایکرز و وایت
2-6-5)رابطه یانگ
2-6-6)رابطه لارسن
2-6-7)رابطه کلبی
2-6-8)رابطه شن و هیونگ
2-6-9)رابطه کریم و کندی 13
فصل سوم :معرفی مشخصات هیدرولیکی منطقه
3-1)مشخصات رودخانه دوغ
3-2)مشخصات منحنی های دانه بندی منطقه
3-3)شکل مقطع عرضی رودخانه 69
70
74
فصل چهارم :روشهای محاسبه روابط بار رسوبی و بکارگیری آنها برای منطقه مورد مطالعه
4-1)روش محاسبه بار بستر
4-1-1)رابطه دوبویز
4-1-2)رابطه شیلدز
4-1-3)رابطه کالینسکی
4-1-4)رابطه چانگ سایمونز و ریچاردسون
4-1-5)رابطه میر پیتر
4-1-6)رابطه میر پیتر و مولر
4-1-7)رابطه شاکلیج1934
4-1-8)رابطه شاکلیج 1943
4-1-9)رابطه اینشتین
4-1-10)رابطه ونونی و بروکس
4-1-11)رابطه اینشتین براون
4-1-12)رابطه راتنر
4-1-13)رابطه فریجلینک
4-1-14)رابطه بایکر
4-1-15)رابطه ون راین
4-1-16)رابطه باگنولد
4-1-17)رابطه کیسی
4-2)روش محاسبه بار معلق
4-2-1)رابطه لین و کالینسکی
4-2-2)رابطه اینشتین
4-2-3)رابطه بروکس
4-2-4)رابطه چانگ سایمونز و ریچاردسون
4-2-5)رابطه باگنولد
4-2-6)رابطه ون راین
4-3)روش محاسبه بار کل
4-3-1)رابطه توفالتی
4-3-2)رابطه باگنولد
4-3-3)رابطه انگلوند و هانسن
4-3-4)رابطه ایکرز و وایت
4-3-5)رابطه یانگ
4-3-6)رابطه لارسن
4-3-7)رابطه کلبی
4-3-8)رابطه شن و هیونگ
4-3-9)رابطه کریم و کندی 76
فصل پنجم:مقایسه و ارزیابی روابط و تحلیل حساسیت
5-1)مقایسه و ارزیابی نتایج
5-1-1)مقایسه مستقیم دقت معادلات انتقال رسوب با یکدیگر
5-1-2)خلاصه مقایسه ها و ارزیابی ها
5-1-3)روش های انتخاب توابع انتقال رسوب
5-2)تحلیل حساسیت
5-2-1)تحلیل حساسیت روابط به تغییرات دبی
5-2-2)تحلیل حساسیت روابط به تغییرات سرعت
5-2-3)تحلیل حساسیت روابط به تغییرات دانه بندی
5-3)نسبت بار بستر به معلق
فصل ششم : نتیجه‌گیری و پیشنهادات
6-1)نتیجه مقایسه روابط با یکدیگر
6-1-1)نتیجه گیری بار بستر
6-1-2)نتیجه گیری بار معلق
6-1-3)نتیجه گیری بار کل
6-1-4)نتیجه گیری تحلیل حساسیت
6-2) پیشنهادات
منابع و ماخذ
فهرست منابع فارسی 188
فهرست منابع لاتین 189
سایت های اطلاع رسانی 191
چکیده انگلیسی 192
فهرست جدول ها
1-1: خلاصه ای از پیشینه تحقیقات انجام شده در زمینه مورد مطالعه
2-1: خلاصه ای از روابط بار بستر مورد استفاده
2-2: خلاصه ای از روابط بار معلق مورد استفاده
2-3: خلاصه ای از روابط بار کل مورد استفاده
3-1: مشخصات اندازه قطرهای بدست آمده از 4 نمودار دانه بندی
3-2: محدوده دانه بندی رودخانه دوغ
3-3: مشخصات هیدرولیکی 4 اشل مختلف
4-1: مشخصات هیدرولیکی رودخانه دوغ در اشل 2 متر
4-2: برای نشان دادن مراحل حل رابطه توفالتی
4-3: برای نشان دادن مراحل حل رابطه توفالتی
4-4: برای نشان دادن مراحل حل رابطه توفالتی
4-5: برای نشان دادن مراحل حل رابطه توفالتی
4-6: برای نشان دادن مراحل حل رابطه توفالتی
4-7: برای نشان دادن مراحل حل رابطه توفالتی
5-1: تغییرات دبی رسوب بار بستر به دبی جریان
5-2: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار بستر به تغییرات دبی جریان
5-3: تغییرات دبی رسوب بار معلق به دبی جریان
5-4: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار معلق به تغییرات دبی جریان
5-5: تغییرات دبی رسوب بار کل به تغییرات دبی جریان
5-6: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار کل به تغییرات دبی جریان
5-7: تغییرات دبی رسوب روابط بار بستر به تغییرات سرعت
5-8: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار بستر به تغییرات سرعت
5-9: تغییرات دبی رسوب روابط بار معلق به تغییرات سرعت
5-10: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار معلق به تغییرات سرعت
5-11: تغییرات دبی رسوب روابط بار کل به تغییرات سرعت
5-12: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار کل به تغییرات سرعت
5-13: تغییرات دبی رسوب روابط بار بستر به تغییرات قطر دانه ها
5-14: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار بستر به تغییرات قطر دانه ها
5-15: تغییرات دبی رسوب روابط بار معلق به تغییرات قطر دانه ها
5-16: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار معلق به تغییرات قطر دانه ها
5-17: تغییرات دبی رسوب روابط بار کل به تغییرات قطر دانه ها
5-18: تغییرات شیب منحنی های حاصل از تحلیل حساسیت روابط بار کل به تغییرات قطر دانه ها
5-19:نسبت بار بستر به بار معلق برای اشل 2 متر
6-1: مقایسه روابط بار معلق
فهرست نمودارها
3-1: اولین نمودار دانه بندی منطقه
3-2: دومین نمودار دانه بندی منطقه
3-3: سومین نمودار دانه بندی منطقه
3-4: سومین نمودار دانه بندی منطقه
3-5: تغییرات غلظت به دبی جریان بر اساس اندازه گیری های 30 ساله
5-1: تغییرات دبی بار بستر رابطه دوبویز به تغییرات دبی جریان
5-2: تغییرات دبی بار بستر رابطه شیلدز به تغییرات دبی جریان
5-3: تغییرات دبی بار بستر رابطه کالینسکی به تغییرات دبی جریان
5-4: تغییرات دبی بار بستر میر پیتر به تغییرات دبی جریان
5-5: تغییرات دبی بار بستر میر پیتر و مولر به تغییرات دبی جریان
5-6: تغییرات دبی بار بستر شاکلیج 1934 به تغییرات دبی جریان
5-7: تغییرات دبی بار بستر شاکلیج1943 به تغییرات دبی جریان
5-8: تغییرات دبی بار بستر اینشتین به تغییرات دبی جریان
5-9: تغییرات دبی بار بستر اینشتین براون به تغییرات دبی جریان
5-10: تغییرات دبی بار بستر ونونی و بروکس به تغییرات دبی جریان
5-11: تغییرات دبی بار بستر راتنر به تغییرات دبی جریان
5-12: تغییرات دبی بار بستر فریجلینک به تغییرات دبی جریان
5-13: تغییرات دبی بار بستر بایکر به تغییرات دبی جریان
5-14: تغییرات دبی بار بستر ون راین به تغییرات دبی جریان
5-15: تغییرات دبی بار بستر کیسی به تغییرات دبی جریان
5-16: تغییرات کل روابط بار بستر به تغییرات دبی جریان
5-17: تغییرات دبی بار معلق اینشتین به تغییرات دبی جریان
5-18: تغییرات دبی بار معلق چانگ سایمونز به تغییرات دبی جریان
5-19: تغییرات دبی بار معلق باگنولد به تغییرات دبی جریان
5-20: تغییرات دبی بار معلق ون راین به تغییرات دبی جریان
5-21: تغییرات کل روابط بار معلق به تغییرات دبی جریان
5-22: تغییرات دبی بار کل توفالتی به تغییرات دبی جریان
5-23: تغییرات دبی بار کل انگلوند و هانسن به تغییرات دبی جریان
5-24: تغییرات دبی بار کل ایکرز و وایت به تغییرات دبی جریان
5-25: تغییرات دبی بار کل لارسن به تغییرات دبی جریان
5-26: تغییرات دبی بار کل شن و هیونگ به تغییرات دبی جریان
5-27: تغییرات دبی بار کل کریم و کندی به تغییرات دبی جریان
5-28: تغییرات دبی بار کل ون راین به تغییرات دبی جریان
5-29: تغییرات دبی بار کل اینشتین به تغییرات دبی جریان
5-30: تغییرات کل روابط بار کل به تغییرات دبی جریان
5-31: تغییرات دبی بار بستر رابطه دوبویز به تغییرات سرعت
5-32: تغییرات دبی بار بستر رابطه شیلدز به تغییرات سرعت
5-33: تغییرات دبی بار بستر رابطه کالینسکی به تغییرات سرعت
5-34: تغییرات دبی بار بستر رابطه میر پیتر به تغییرات سرعت
5-35: تغییرات دبی بار بستر رابطه میر پیتر و مولر به تغییرات سرعت
5-36: تغییرات دبی بار بستر رابطه شاکلیج1934 به تغییرات سرعت
5-37: تغییرات دبی بار بستر رابطه شاکلیج1943 به تغییرات سرعت
5-38: تغییرات دبی بار بستر رابطه اینشتین به تغییرات سرعت
5-39: تغییرات دبی بار بستر اینشتین براون به تغییرات سرعت
5-40: تغییرات دبی بار بستر ونونی و بروکس به تغییرات سرعت
5-41: تغییرات دبی بار بستر راتنر به تغییرات سرعت
5-42: تغییرات دبی بار بستر فریجلینک به تغییرات سرعت
5-43: تغییرات دبی بار بستر بایکر به تغییرات سرعت
5-44: تغییرات دبی بار بستر ون راین به تغییرات سرعت
5-45: تغییرات دبی بار بستر کیسی به تغییرات سرعت
5-46: تغییرات کل روابط بار بستر به تغییرات سرعت
5-47: تغییرات دبی بار معلق اینشتین به تغییرات سرعت
5-48: تغییرات دبی بار معلق چانگ سایمونز به تغییرات سرعت
5-49: تغییرات دبی بار معلق باگنولد به تغییرات سرعت
5-50: تغییرات دبی بار معلق ون راین به تغییرات سرعت
5-51: تغییرات کل روابط بار معلق به تغییرات سرعت
5-52: تغییرات دبی بار کل توفالتی به تغییرات سرعت
5-53: تغییرات دبی بار کل انگلوند و هانسن به تغییرات سرعت
5-54: تغییرات دبی بار کل ایکرز و وایت به تغییرات سرعت
5-55: تغییرات دبی بار کل لارسن به تغییرات سرعت
5-56: تغییرات دبی بار کل شن و هیونگ به تغییرات سرعت
5-57: تغییرات دبی بار کل کریم کندی به تغییرات سرعت
5-58: تغییرات دبی بار کل ون راین به تغییرات سرعت
5-59: تغییرات دبی بار کل اینشتین به تغییرات سرعت
5-60: تغییرات دبی تمام روابط بار کل به تغییرات رسوب
5-61: تغییرات دبی بار بستر دوبویز به تغییرات قطر دانه
5-62: تغییرات دبی بار بستر شیلدز به تغییرات قطر دانه
5-63: تغییرات دبی بار بستر کالینسکی به تغییرات قطر دانه
5-64: تغییرات دبی بار بستر میر پیتر به تغییرات قطر دانه
5-65: تغییرات دبی بار بستر میر پیتر و مولر به تغییرات قطر دانه
5-66: تغییرات دبی بار بستر شاکلیج1934 به تغییرات قطر دانه
5-67: تغییرات دبی بار بستر شاکلیج1943 به تغییرات قطر دانه
5-68: تغییرات دبی بار بستر اینشتین به تغییرات قطر دانه
5-69: تغییرات دبی بار بستر اینشتین براون به تغییرات قطر دانه
5-70: تغییرات دبی بار بستر ونونی و بروکس به تغییرات قطر دانه
5-71: تغییرات دبی بار بستر راتنر به تغییرات قطر دانه
5-72: تغییرات دبی بستر فریجلینک به تغییرات قطر دانه
5-73: تغییرات دبی بار بستر بایکر به تغییرات قطر دانه
5-74: تغییرات دبی بار بستر ون راین به تغییرات قطر دانه
5-75: تغییرات دبی بار بستر کیسی به تغییرات قطر دانه
5-76: تغییرات دبی کل روابط بار بستر به تغییرات قطر دانه
5-77: تغییرات دبی بار معلق اینشتین به تغییرات قطر دانه
5-78: تغییرات دبی بار معلق چانگ سایمونز به تغییرات قطر دانه
5-79: تغییرات دبی بار معلق باگنولد به تغییرات قطر دانه
5-80: تغییرات دبی بار معلق ون راین به تغییرات قطر دانه
5-81: تغییرات دبی بار معلق اینشتین و باگنولد به تغییرات قطر دانه
5-82: تغییرات دبی بار معلق چانگ سایمونز و ون راین به تغییرات قطر دانه
5-83: تغییرات دبی بار کل توفالتی به تغییرات قطر دانه
5-84: تغییرات دبی بار کل انگلوند و هانسن به تغییرات قطر دانه
5-85: تغییرات دبی بار کل ایکرز و وایت به تغییرات قطر دانه
5-86: تغییرات دبی بار کل لارسن به تغییرات قطر دانه
5-87: تغییرات بار کل شن و هیونگ به تغییرات قطر دانه
5-88: تغییرات بار کل کریم و کندی به تغییرات قطر دانه
5-89: تغییرات بار کل اینشتین به تغییرات قطر دانه
5-90: تغییرات تمام روابط بار کل به تغییرات قطر دانه
فهرست شکل‌ها
2-1: نمودار شیلدز برای آستانه حرکت
2-2: رابطه بار بستر کالینسکی
2-3: ضریب بر اساس فلوم های آزمایشگاهی با بستر ماسه ای
2-4: تعیین x بر حسب
2-5: منحنی تغییرات بر حسب نرخ انتقال بار رسوب
2-6: ضرایب تصحیح بار بستر اینشتین
2-7: منحنی تغییرات بر حسب در تابع بار بستر اینشتین
2-8: منحنی های مشخص کننده پارامترهای بی بعد روش اصلاح شده اینشتین
2-9: منحنی معادله در روش اینشتین براون
2-10: مقادیر و در تابع انتقال بار بستر باگنولد
2-11: رابطه بین سرعت سقوط نسبی و ضریب
2-12: مقادیر ضریب بر حسب پارامترهای A و Z
2-13: مقادیر ضریب بر حسب پارامترهای A و Z
2-14: تابع انتقال بار معلق بروکس
2-15: رابطه بین Z و Z1
2-16: نمودار تغییرات ضریب بر حسب و
2-17: نمودار تغییرات ضریب بر حسب و
2-18: پارامترهای و k در روش توفالتی
2-19: رابطه بین قطر الک و سرعت سقوط ذرات
2-20: تابع در روش لارسن
2-21: رابطه بین رسوبات ماسه ای و سرعت جریان بازای قطر میانه دانه های بستر و عمق جریان های مختلف در آب 60 درجه فارنهایت
2-22: اثر دمای آب و غلطت ذرات ریزدانه های معلق بر رابطه حاکم بین دبی رسوبات ماسه ای و متوسط سرعت جریان
3-1: شکل مقطع عرضی رودخانه
5-1: درصد بار بستر به معلق
چکیده:
برآورد رسوب و تعیین رابطه ای که بتواند دقیق ترین برآورد را داشته باشد همواره یکی از مهم ترین مسایل در زمینه مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، برای مدیریت بهتر منابع آب و آبهای ذخیره شده در مخازن سدها بوده است .برای تعیین رابطه مناسب در هر منطقه باید شرایط منطقه مورد مطالعه را با شرایطی که هر یک از روابط در آن شکل گرفته اند و با در نظر گرفتن محدودیت اطلاعات و داده ها که ممکن است در منطقه مورد مطالعه وجود داشته باشد ، به دقت مقایسه و بررسی کرد تا بتوان به جواب مناسب تر و منطقی تری که به واقعیت نزدیک باشد دست یافت.
در این تحقیق ، تعدادی از معادلات بار بستر و بار معلق و بار کل بصورت مطالعه موردی برای رودخانه دوغ در استان گلستان مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند و همچنین تحلیل حساسیت روابط به پارامترهای موثر در انتقال رسوب مانند دبی ،سرعت و دانه بندی هم مورد بررسی قرار گرفتند تا بررسی شود که کدامیک از روابط به خطای ناشی از اندازه گیری ،حساسیت بیشتری دارند.
با در دست داشتن بار معق اندازه گرفته شده ،رابطه باگنولد به عنوان مناسب ترین رابطه بار معلق برای این منطقه انتخاب گردید. از طرفی با توجه به در دست نبودن اندازه گیری های مربوط به بار بستر و بار کل ،از مقایسه خود روابط با هم با توجه به ویژ گی های هر رابطه ،روابطی که ممکن است مناسب باشند،مشخص شدند.در تحلیل حساسیت هم روابطی که بیشترین و کمترین حساسیت را داشتند مشخص شدند . روابطی که دارای حساسیت بیشتری هستند باید در شرایطی مورد استفاده قرار بگیرند که اندازه گیری ها از دقت بالایی برخوردارند و در غیر اینصورت نتیجه بدست آمده از این روابط به هیچ وجه قابل اعتماد نمی باشد .
مقدمه:
مهندسین هیدرولیک و زمین شناس طی دو قرن اخیر،حرکت مواد رسوبی در رودخانه ها را مورد بررسی قرار داده اند،چرا که رفتار مواد رسوبی ،در هیدرولیک رودخانه و تغییر مورفولوژی آن حایز اهمیت است.طبیعت پیچیده انتقال رسوب و وابستگی آن به شرایط طبیعی، علم انتقال رسوب را به رشته ای تجربی و یا دست کم نیمه تجربی تبدیل کرده است .
برآورد رسوب و تعیین رابطه ای که بتواند دقیق ترین برآورد را داشته باشد همواره یکی از مهم ترین مسایل در زمینه مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، برای مدیریت بهتر منابع آب و آبهای ذخیره شده در مخازن سدها بوده است و تحقیقات بسیاری در این زمینه صورت گرفته ولی با وجود گذشت سالها تحقیق و بررسی در این زمینه هنوز رابطه ای که بتواند این مهم را برآورده کند وجود ندارد و اصولا این که انتظار داشته باشیم که به چنین رابطه ای دست یابیم امری غیر ممکن است چرا که شرایط هیدرولیکی و طبیعی و آزمایشگاهی که هریک از روابط انتقال در آن شکل گرفتند نمی تواند برای همه مناطق و شرایط پاسخگو باشد و برای دستیابی به رابطه ای که میزان برآورد بهتری به ما بدهد باید شرایط منطقه مورد مطالعه را با شرایطی که هر یک از روابط در آن شکل گرفته اند و با توجه به فرضیاتی که بر اساس آن بنا نهاده شده اند و محدوده کاربردی که دارند و با در نظر گرفتن محدودیت اطلاعات و داده ها که ممکن است در منطقه مورد مطالعه وجود داشته باشد ، به دقت مقایسه و بررسی کرد تا شاید بتوان به جواب مناسب تر و منطقی تری که به واقعیت نزدیک باشد دست یافت و به همین دلیل است که هیچکدام از توابع انتقال رسوب ارایه شده تاکنون نتوانسته اند کاملا در مجامع مهندسی پذیرفته شوند.چرا که هیچیک قادر به تخمین و محاسبه دقیق نرخ انتقال رسوب نیستند.این عدم دقت در نتایج حاصل از معادلات ،در رودخانه هایی که تحت تاثیر شرایط خاص جوی و طبیعی قرار دارند، آشکارتر است.
1-1) هدف
قبل از بیان هدف بهتر است در ابتدا به بیان ابعاد مساله و پرسش اصلی درباره این تحقیق بپردازیم .در طول سالیان فرمول ها و روابط مختلفی بوسیله محققین زیادی برای پیشگویی دبی رسوب برای شرایط مختلف ارایه شده است که این شرایط می تواند رسوبگذاری در مخازن سد،کاهش ارتفاع بستر رودخانه در زیر یک سد ، آبشستگی یا فرسایش اطراف سازه های هیدرولیکی ، اثرات معادن شن و ماسه در تعادل رودخانه ، اثرات تغییرات بستر رودخانه در سیلاب و لایروبی و ... باشد که در واقع هر کدام از آنها در نوع خود یک پدیده فیزیکی منحصر بفرد هستند.
در واقع عدم توجه به مسایل مرتبط با رسوب و استفاده ناصحیح از روابط و معادلات انتقال رسوب و عدم درک صحیح مفاهیم اولیه انتقال مواد جامد،موجب پدید آمدن مشکلات عدیده ای در زمینه بهره برداری از سازه های آبی شده است.به عنوان مثال عدم توجه به رفتار رسوب در رودخانه ها و چگونگی روند رسوبگذاری و فرسایش در آنها و در نظر نگرفتن تغییر مسیر،تغییر شکل و شیب طولی رودخانه،در بسیاری از موارد بهره برداری از سازه های احداث شده در مسیر رودخانه را با مشکلات فراوانی روبرو ساخته است.
از دیگر مسایل مهم در این زمینه ،رسوبگذاری در مخازن سدها و بندهای انحرافی است.عدم توجه به رفتار رسوب در بالادست مخزن سد و چگونگی حرکت مواد جامد به سمت سد و میزان انباشتگی و محل رسوبگذاری در مخزن،موجب ایجاد مشکلاتی در ارتباط با بهره برداری از برخی سدها شده است.از جمله این مشکلات می توان به پر شدن مخزن و افزایش حجم مرده و کاهش حجم آب قابل بهره برداری اشاره کرد.در بعضی موارد،پر شدن مخزن و بالا آمدن رسوبات در پشت سد به قدری سریع است که عملا عمر مفید سد را نصف می کند.از آنجا که هزینه لایروبی و خارج کردن رسوبات از مخزن بسیار بالا بوده و با مشکلات خاص خود همراه است و همچنین باز نمودن دریچه های تحتانی به منظور خارج ساختن جریان حاوی رسوب،موجب خالی شدن کامل مخزن از آب و ایجاد تنش ها و فشارهای هیدرواستاتیکی در بدنه سد می شود و همچنین هدایت آب حاوی رسوب از سمت دریچه به دره پایین دست سد،موجب وارد آمدن خسارت به تاسیسات احتمالی موجود در پایین دست سد می شود،لذا عملا خارج نمودن کامل رسوبات از مخزن و استفاده از حجم کل آن در سدهای کشور ما کاری دشوار و تقریبا غیر عملی است.
در برخی موارد عدم توجه مهندسین طراح سدهای بتنی به میزان آورد سالیانه رودخانه و چگونگی انباشت رسوب در مخزن و عدم محاسبه صحیح ارتفاع سالیانه رسوبگذاری در پشت سد،خسارات فراوانی
را به بار می آورد.بسیاری از مشکلات و مسایل دیگری که در پروژه های آبی به وجود می آید نیز به نحوی در ارتباط با درک نادرست از وضعیت انتقال رسوب و آورد سالانه آبراهه های طبیعی است.
بنابراین دستیابی به درک صحیح از معادلات انتقال رسوب از مسایل بسیار مهم در مهندسی هیدرولیک می باشد.
اینکه کدام رابطه انتقال رسوب می تواند بهترین و مناسب ترین رابطه برای پیشگویی دبی رسوب در منطقه مورد مطالعه برای هر طرح و پروژه باشد ، سوالی است که مهندسان هیدرولیک در پروژه های کنترل رسوب همواره با آن روبرو هستند.مساله دیگری که در این مقوله باید به آن اشاره کرد این است که نتایجی که از این روابط متعدد برای یک منطقه بدست می آید اغلب با هم اختلافات زیادی دارند با استفاده از روشهای متعدد باید بررسی کرد که نتیجه کدامیک از آنها به واقعیت نزدیک تر می باشد و بدین ترتیب رابطه مناسب برای آن منطقه را بدست آورد .از طرف دیگر یک رابطه که برای یک رودخانه پیشگویی بسیار مناسب و منطقی دارد ممکن است برای رودخانه های دیگر عملکرد بسیار ضعیفی داشته باشد و این مساله نشان دهنده این است که تعیین بهترین رابطه تنها با بررسی دقیق شرایط همان منطقه امکانپذیر است و نمی توان قدرت یک رابطه در یک یا چند منطقه خاص و یا آزمایش را به همه مناطق تعمیم داد.
آنچه که در این تحقیق بر آن تاکید می شود ، نشان دادن مراحل مختلف محاسبه و برآورد رسوب از روابط مختلف بار بستر و بار معلق و بار کل رسوب برای یک منطقه خاص ،بصورت مطالعه موردی ، می باشد و در نهایت نتایج بدست آمده از این روابط را با یکدیگر مقایسه نموده و دلایل اختلاف آنها را مورد مطالعه قرار می دهیم و شرایطی را که هر کدام از روابط بر اساس آن ایجاد شده اند را بررسی کرده و روابطی که به شرایط منطقه مورد مطالعه نزدیک تر بوده و بر اساس فرضیات قابل قبول تری بنا نهاده شده اند را به عنوان رابطه مناسب انتخاب می کنیم.
در واقع هدف از این کار رسیدن به درک بهتری از محدودیت ها و کاربرد روابط رسوب مربوط به رودخانه ها می باشد .
1-2)پیشینه تحقیق
در اینجا به تعدادی از تحقیقاتی که در این زمینه انجام شده و نتایج بدست آمده از آنها اشاره می کنیم:
1-2-1)تحلیل ها و مقایسه های انجام شده توسط وایت و همکارانش در سال 1975 نشان داد که معادله ایکرز و وایت (1973) از دقت خوبی برخوردار است و معادلات انگلوند و هانسن(1972)،راتنر(1959)،اینشتین(1950)،بیشاپ،سایمونز و ریچاردسون(1965)،توفالتی(1969) و باگنولد (1966) به ترتیب در مکان های بعدی قرار دارند و معادله میر پیتر و مولر (1948) دقت فوق العاده پایینی دارد.
1-2-2)ونونی در سال 1975 در هنگام تهیه آیین نامه مهندسی رسوب ASCE دبی های رسوب محاسبه شده از معادلات مختلف را با نتایج اندازه گیری شده از آبراهه های طبیعی مقایسه کرد.تحلیل های مذکور در سال 1976 توسط یانگ و استال و بار دیگر در سال 1977 توسط یانگ بررسی شد .از بین این 14 معادله ، نتایج محاسبه شده از معادله توان واحد جریان یانگ (1973)، با اندازه گیری های انجام شده تطابق بیشتری دارد.در ضمن معادلات کلبی ،لارسن،توفالتی و تابع بار بستر اینشتین نیز دبی رسوب رودخانه نیوبرارا را در حد قابل قبولی نخمین می زنند.
1-2-3)یانگ در سال 1976 تحلیل مشابهی را با 1247 سری نتایج حاصل از مطالعات آزمایشگاهی و نتایج بدست آمده از آبراهه های طبیعی انجام داد و نتایج وایت و همکارانش را بررسی کرد و در نهایت به نتیجه ای نظیر وایت دست یافت.این نتایج نشان می دهند که معادله یانگ که بر مبنای تئوری توان واحد جریان بنا شده بیشترین دقت را دارا است.از نظر دقت ، معادله شن و هیونگ به شرط آنکه در آبراهه های کوچک استفاده شود ،مکان دوم را دارد و سایر نتایج دقیقا نظیر نتایج حاصل از بررسی وایت است.
1-2-4)یانگ در سال 1977 از مقایسه بین نتایج اندازه گیری های انجام شده در آبراهه های کوهستانی منطقه گرین ویل و نتایج بدست آمده از معادلات انتقال رسوب نشان داد که فقط معادله توان جریان یانگ می تواند ارزیابی دقیقی از دبی رسوب آبراهه مذکور ارایه دهد.در این خصوص رابطه شاکلیج مرتبه دوم را دارد.
1-2-5)هیوبل و متجکا در سال 1955 دبی رسوب رودخانه میدل لوپ را اندازه گیری نمودند و یانگ در سال 1977 این مقادیر اندازه گیری شده را با نتایج حاصل از معادلات تئوری مقایسه نمود.که در این مقایسه تنها معادله توان جریان یانگ و روش اصلاح شده اینشتین ، ارزیابی صحیحی از دبی رسوب رودخانه مذکور دارند و سایر معادلات حتی تغییرات دبی رسوب را بازای دبی های مختلف هم نشان نمی دهند.
1-2-6)نوردین در سال 1964 دبی بار رسوبی رودخانه ریوگراند را اندازه گرفت و یانگ در سال 1977 نتایج حاصل از بار رسوبی محاسبه شده برای سه معادله انتقال را با این مقادیر اندازه گیری شده مقایسه نمود که جواب بدست آمده از روش اصلاح شده اینشتین سه برابر مقدار اندازه گیری شده در رودخانه می باشد.از طرفی نتایج دو روش یانگ و لارسن با اندازه گیری های تجربی مطابقت دارند.
1-2-7)جردن در سال 1965 دبی مواد رسوبی را در ایستگاه لوئیس واقع بر رودخانه می سی سی پی اندازه گیری نمود و یانگ در سال 1977 نتایج بدست آمده از اندازه گیری گفته شده را دبی محاسبه شده از 4 معادله انتقال رسوب مقایسه کرد که در میان این روابط ،معادله توان واحد جریان یانگ از دقت خوبی برخوردار بوده است.از طرفی نتایج حاصل از روش های کلبی و اینشتین گاهی تا دو یا سه برابر نتایج واقعی نیز مشاهده می شوند.
_____________________
1-Hubbell & Matejka 2-Nordin
3-Jordan 4-Vanoni
1-2-8)یانگ و مولیناس (1982) ، 7 فرمول بار کل شامل:
ایکرز و وایت (1973)،کلبی و هامبری (1955)، انگلوند و هانسن (1967)، مادوک (1967)، شن و هیونگ (1972)،یانگ (1973)،یانگ (1979)
را برای 6 ایستگاه رودخانه ای با بستر ماسه ای آزمایش کردند.
که یانگ نتیجه گرفت پیشگویی ها توسط ایکرز و وایت ، انگلوند و هانسن و یانگ معتبرتر از بقیه می باشند.
1-2-9)شن و هیونگ (1983) ، رابطه اصلاح شده خود و رابطه اصلاح شده کلبی و هامبری (1955) را با رابطه اینشتین که برای سه رودخانه طبیعی بزرگ اندازه گرفته شده بود ، برای بدست آوردن بار معلق مقایسه کرد و نتیجه این بود که روش دوباره اصلاح شده آنها نسبت به روش اصلاح شده قبلی نتیجه بهتری داشت.
1-2-10)کمیته مخصوص تحقیق ملی Council ،(NRC) بر اساس یک برآورد در سال 1983 ،عملکرد مدل عددی 6 رودخانه رسوبی که قادر هستند تغییرات بستر رودخانه را در طول سیلاب شبیه سازی کنند مورد مطالعه قرار دادند.این گزارش تغییرات رسوب محاسبه شده را بوسیله مدل های جداگانه برای سه رودخانه طبیعی متفاوت محاسبه می کند.با وجود شرایط هیدرولیکی و مشخصات بستر یکسان ،اختلافات بزرگ در میان روابط توسط (NRC) گزارش شده است و ناکاتو (1987) 5 فرمول رسوب شامل ایکرز و وایت (1973)،انگلوند و فردسو (1976)،انگلیس و لیسی(1968) و توفالتی(1969) را در منطقه سن دیه گو در کمیته (NRC) مقایسه کرد و نتایج را با نتیجه محاسبات انجام شده توسط چانگ (1984) که با استفاده از رابطه گراف (1971) انجام شد مقایسه کرد.
این نتایج نشان می دهد که اختلافات زیادی در میان روابط وجود دارد که بیشترین آن بالغ بر صد برابر بین رابطه گراف و توفالتی است.
____________________
1-Yang &Molinas
1-2-11)راین فرمول بار بستر خود را در سال 1984 و فرمول بار معلق خود را نیز در سال 1984 ارایه داد و رابطه خود را با روابط ایکرز و وایت (1973) ، یانگ(1973)، میرپیتر و مولر (1948) و انگلوند و هانسن (1973) با استفاده از داده های صحرایی وفلوم های بزرگ آزمایشگاهی مقایسه کرد.
گرچه او نتیجه گرفت در میان روابط فوق ، رابطه اش بهترین نتیجه را دارد ولی به پیشگویی بار کل با دقت کمتر از فاکتور 2 بعلت خطا در پارامترهای گوناگون نمی توان دست یافت.
1-2-12)لو و کریشناپان (1985) ، 5 فرمول:
ایکرز و وایت (1973)، اینشتین (1950)، بگنولد(1966)،یانگ(1976) و لو و کریشناپ(1976)
را با استفاده از اطلاعات دبی رسوب آزمایشگاهی مقایسه کردند که در این میان ایکرز و وایت دبی رسوب را برای محدوده دبی جریان 0.0099 تا 0.0274 متر مکعب بر ثانیه و عمق جریان 6.5 تا 13.6 سانتی متر و شیب بستر 0.00059 تا 0.001 ، بطور منطقی و مناسب محاسبه می کند.بقیه روابط دبی رسوب را دست بالا پیشگویی می کنند و در این میان روش اینشتین بالاترین مقدار را محاسبه می کند و بگنولد بین یانگ و اینشتین می باشد.
1-2-13)تاتسوکی ناکاتو در سال 1990 در یک تحقیق برای 11 فرمول اساسی انتقال رسوب شامل ایکرز و وایت ،اینشتین براون،انگلوند و فردسو،انگلوند و هانسن و انگلیس لیسی ، کریم ،میر پیتر و مولر ، راین ،شاکلیج ،توفالتی و یانگ را با استفاده از داده های دو ایستگاه آبسنجی مقایسه نمود و نتایج حاصل از آنها را مورد بررسی قرار داد و دبی محاسبه شده از این روابط را با دبی اندازه گرفته شده مقایسه نمود .نتایج اختلاف زیادی را بین دبی محاسبه شده و اندازه گرفته شده نشان دادند و در نتیجه آقای Nakato به این نتیجه رسید که پیشگویی دبی رسوب در رودخانه های طبیعی بسیار کار مشکلی می باشد.