یکی از روش های مدیریت آبیاری سطحی برای افزایش بازده، آبیاری موجی یا استفاده متناوب از آب در شیار است. هدف از این پژوهش، مقایسه شاخص های عملکرد در جریان موجی با روش جریان پیوسته و یافتن نسبت تناوب و بده ورودی مناسب و همچنین، مقایسه سرعت پیشروی جبهه رطوبتی در طول جویچه در آبیاری موجی نسبت به آبیاری پیوسته است. بدین منظور، جویچه هایی به طول 70 متر و دو شدت جریان 0.5 و 2 لیتر بر ثانیه و نسبت تناوب های گوناگون (3: 2، 4: 1، 3: 1) در جریان موجی ایجاد شد. آزمایش های صحرایی شامل تعیین تیمارهای جریان موجی و پیوسته (دو بده و نسبت های تناوب متفاوت در موجی) اندازه گیری سرعت پیشروی و مقادیر جریان ورودی و خروجی و نیز برداشت نمونه های خاک پیش و پس از آبیاری در ایستگاه تحقیقاتی خلعت پوشان دانشگاه تبریز انجام شدند. سپس با استفاده از شبیه آبیاری سطحی SIRMOD شبیه سازی فراسنج های جریان و نفوذ آب در جویچه های آبیاری در دو جریان موجی و پیوسته انجام شد. برای مقایسه سرعت پیشروی آب در طول جویچه ها در آبیاری موجی نسبت به آبیاری پیوسته، شبیه سازی پیشروی جبهه رطوبتی در روند توسعه حجم مرطوب شده خاک از شبیه HYDRUS-2D استفاده شد. از نتایج شبیه سازی جریان ها مشخص شد که سرعت نفوذ نهایی در جریان موجی بسیار کم تر از جریان پیوسته بوده و سرعت پیشروی جبهه رطوبتی در تیمارهای موجی به علت کاهش نفوذ عمقی بیش تر از تیمارهای پیوسته با بده یکسان بوده است. در مجموع، در منطقه مورد مطالعه، تیمار S22 (بده 0.5 لیتر بر ثانیه و نسبت دوره 4: 1) بهترین عملکرد را داشته و تیمار S13 (بده 0.5 لیتر بر ثانیه و نسبت تناوب 3: 2) حتی از تیمارهای جریان پیوسته نیز ضعیف تر عمل کرده است.

تعیین معیارهای کودآبیاری در روش های جدید آبیاری سطحی از جمله آبیاری جویچه ای با جریان موجی به منظور افزایش کارآیی مصرف آب و کود ضروری است. از مهم ترین شاخص های کودآبیاری، میزان یکنواختی توزیع آب و کود هست. به همین منظور در تحقیق حاضر، شاخص های یکنواختی توزیع آب و نیترات در کودآبیاری جویچه ای با جریان موجی و پیوسته با استفاده از داده های مزرعه ای مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش در یک خاک با بافت لوم رسی در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران در سال 1391 انجام شد. مدیریت های کودآبیاری مختلف در آزمایش های با جریان موجی شامل تزریق کود نیترات آمونیوم در تمامی موج های مرحله پیشروی، مرحله پس از پیشروی و ترکیب موج انتهایی فاز پیشروی و ابتدای مرحله پس از پیشروی مورد آزمایش قرار گرفت. برای جریان پیوسته نیز تزریق کود در نیمه دوم مرحله پیشروی و پس از مرحله پیشروی اعمال گردید. یکنواختی توزیع چارک پایین نیترات در آزمایش های کودآبیاری با جریان موجی و پیوسته به ترتیب در محدوده 54.4 تا 93.8 و 77.7 تا 93.6 درصد به دست آمد. همچنین یکنواختی توزیع چارک پایین آب در آزمایش های با جریان موجی و پیوسته به ترتیب در محدوده 88.0 تا 93.7 و 78.0 تا 90.5 درصد به دست آمد. تلفات نیترات در آزمایش های مختلف عمدتا از طریق رواناب بود و مقدار آن در آزمایش های با جریان موجی و پیوسته به ترتیب 5.1 تا 47.1 و 3.7 و 27.2 درصد محاسبه شد. شاخص راندمان توزیع چارک پایین به منظور بررسی راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع آب و نیترات مورداستفاده قرار گرفت. مقدار این شاخص برای نیترات در آزمایش های با جریان موجی و پیوسته به ترتیب در محدوده 45.0 تا 80.5 و 68.2 تا 79.2 درصد محاسبه گردید. نتایج نشان داد، گزینه مناسب در مدیریت کودآبیاری جویچه ای با جریان موجی و پیوسته به ترتیب تزریق کود در تمام موج های مرحله پیشروی و نیمه دوم مرحله پیشروی بود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

بدنه ی پخ در جریان ماوراءصوت پسا و گرمایش شدید آیرودینامیکی ایجاد می کند. یکی از موثرترین روش های کاهش پسا و گرمایش آیرودینامیکی، استفاد از آیرودیسک در جلوی دماغه است. این مطالعه به بررسی روش آیرودیسک به عنوان یک ابزار مناسب در کاهش پسای آیرودینامیک دماغه استاندارد هایپرسونیک HB1 در رژیم جریان ماوراءصوت می پردازد. نتایج به دست آمده، حاصل آزمون تجربی تونل باد ماوراءصوت و شبیه سازی عددی در عدد ماخ 4/6 می باشد. در این مطالعه اثر طول آیرودیسک بر کاهش پسای مدل استاندارد مورد ارزیابی قرارگرفت. به همین منظور، از چهار آیرودیسک با نسبت طول به قطر 5/0، 1، 5/1 و 2 استفاده گردید. حل عددی با نتایج تجربی سازگاری قابل توجهی داشت و مشاهده گردید که آیرودیسک تاثیر قابل ملاحظه ای در کاهش پسای ماوراءصوت دماغه دارد و افزایش طول آن، می تواند کاهش پسای بیشتری را فراهم کند. طبق نتایج حاصل شده، آیرودیسک با نسبت طول به قطر2 با کاهش پسای 43درصدی، بهترین عملکرد را از خود نشان داد.

یکی از مهمترین نکات طراحی سامانه های آبیاری سطحی، تعیین پارامترهای نفوذ می باشد. به خصوص اینکه در نظر گرفتن کاهش نفوذ بر پیچیدگی تخمین آن در آبیاری موجی افزوده است. هدف از پژوهش حاضر، ارزیابی مزرعه ای روش نقطه ای نفوذسنج موجی و مدل توسعه یافته نفوذ به منظور شبیه سازی نفوذ در موج های پیشروی آبیاری موجی می باشد. به همین منظور، استوانه نفوذسنج موجی با قابلیت قطع و وصل جریان ورودی طراحی و ساخته شد. تعداد 30 آزمایش نفوذسنجی در قالب چهار تیمار زمان و نسبت موج برای جریان موجی و یک تیمار جریان پیوسته که هر کدام در سه تکرار و در دو نوبت زمانی به فاصله هشت روز انجام گرفت. معادله نفوذ کوستیاکوف به منظور تخمین نفوذ در موج های مختلف جریان آب استفاده شد. در مدل توسعه داده شده، به منظور تطبیق دادن معادله نفوذ کوستیاکوف با شرایط خاک مزرعه در موج های دوم و سوم، از یک ضریب کاهنده استفاده گردید. به منظور مقایسه تیمارهای مختلف از مقادیر نفوذ تجمعی و همچنین تغییرات آن در هر موج استفاده شد. نتایج نشان داد، مقدار نفوذ در موج های دوم و سوم نسبت به موج اول کاهش قابل ملاحظه ای دارد. بیشترین اثر موج بر کاهش نفوذ در موج دوم مشاهده شد به طوری که مقدار نفوذ تجمعی در موج دوم نسبت به موج اول به طور میانگین کاهش بیش از 50 درصدی را داشت. نتایج به دست آمده از مدل توسعه یافته نفوذ انطباق قابل قبولی با داده های مشاهداتی داشت به طوری که میانگین مقادیر ضریب تعیین و ریشه میانگین مربعات خطا به ترتیب 93/0 و 09/0 سانتی متر برآورد شد. نتایج حاصل از آزمایش های نفوذسنجی و همچنین مدل توسعه یافته نشان داد، جریان موجی موجب کاهش 46 تا 76 درصدی عمق آب نفوذ یافته تجمعی نسبت به جریان پیوسته می گردد.

مطالعه عددی انتقال حرارت و هیدرودینامیک جریان آشفته و آرام نانوسیال بصورت تراکم ناپذیر، در یک کانال موجی با روش حجم محدود بررسی شده و پارامترهای نسبت قطری، کسرحجمی و قطر نانوذرات در چهار رینولدز تحلیل و نتایج عدد ناسلت، افت فشار و ضریب عملکرد استخراج شده است. اعتبارسنجی، با مطالعات عددی و روابط تحلیلی مقایسه شده و نتایج از همبستگی مناسبی برخوردار بوده است. نتایج نشان داده که استفاده از انحنای سطح انتقال حرارت و افت فشار را بترتیب 78/1 و 1/8 برابر کرده و از طرفی افزایش کسرحجمی نانوسیال انتقال حرارت و افت فشار را به میزان 1/2 و 3 برابر افزایش داده است. همچنین استفاده از جریان آرام در مقایسه با جریان آشفته در محدود رینولدز 1000 نیز ضریب عملکرد بالاتری داشته است.

هدف از این مطالعه عددی بررسی تاثیر هندسه و نوع سیال داخل جداره بر افزایش عملکرد حرارتی-هیدرولیکی یک کانال موجی شکل در جریان مغشوش است. کانال شامل دو ناحیه است. ناحیه اول سیال عبوری از کانال و ناحیه دوم سیال ساکن در بین جداره های کانال است. برای سیال ناحیه اول و دوم، هوا و نانو سیال دی اکسید تیتانیوم-آب انتخاب شده است. نانوسیال بصورت همگن، تک فاز و غلظت حجمی یک درصد در نظر گرفته شده است. صفحات بالا و پایین کانال تحت شار حرارتی ثابت 616 وات بر مترمربع است. عدد رینولدز جریان سیال داخل کانال بین 3700 تا 40000 است. جریان سیال مغشوش در ناحیه اول به کمک مدل k-ε استاندارد شبیه سازی شده است. اثر استفاده از نوع سیال داخل جداره کانال، زاویه و ارتفاع موج بررسی شده است. نتایج نشان می دهد اگر نانوسیال دی اکسید تیتانیوم-آب در ناحیه دوم و هوا در ناحیه اول باشد کانال بهترین عملکرد را خواهد داشت. زاویه 35 درجه به عنوان زاویه بهینه موج با بیشترین ضریب عملکرد حرارتی-هیدرولیکی در رینولدز های 12000 تا 40000 حاصل شد. با افزایش ارتفاع موج از 4 به 6 میلی متر ضریب عملکرد حرارتی-هیدرولیکی حدودا 65 تا 110 درصد افزایش می یابد. اثر ارتفاع موج بر افزایش ضریب عملکرد حرارتی-هیدرولیکی نسبت به تغییر زاویه موج بیشتر قابل توجه است.