استفاده از معادله تغییرات اندازه حرکت منجر به تبیین معادله دیفرانسیلی (معادله دینامیکی) جریان های متغیر مکانی با افزایش یا کاهش بده می شود. حل این معادله منجر به تعیین پروفیل سطح آب در این نوع جریان ها می شود. تاکنون برای این معادله حل تحلیلی به دست نیامده است، از این رو روش های تقریبی مختلفی برای حل آن پیشنهاد شده است. یکی از این روش ها که در ریاضیات برای حل معادلات دیفرانسیل غیر خطی ابداع شده است، به نام حل آشفتگی معروف می باشد. کاربرد این روش برای حل معادله جریان های متغیر مکانی برای اولین بار توسط گیل پیشنهاد شد. از آنجا که توزیع سرعت در مقطع عرضی جریان به شدت غیر یکنواخت است، نادیده گرفتن ضریب تصحیح اندازه حرکت می تواند به تقریب غیر قابل قبول در نتایج منجر شود. به همین دلیل محققین مختلف بر اعمال ضریب تصحیح اندازه حرکت تاکید فراوان داشته اند اما به علت نامشخص بودن مقدار این ضریب (b) در این نوع جریان ها، طراحان در حال حاضر توزیع سرعت در مقطع عرضی را یکنواخت فرض کرده و مقدار b را برابر واحد در نظر می گیرند. در این مقاله با ابقای ضریب تصحیح اندازه حرکت در معادله حاکم، روش تعدیل شده حل آشفتگی برای جریان های متغیر مکانی با افزایش بده پیشنهاد شده است. همچنین بر اساس روش ریاضی فوق معادله درجه دومی برای تعیین مقدار b به دست آمد. با استفاده از معادله یاد شده و نتایج آزمایشگاهی گیل مناسب ترین مقدار ضریب (b) را که بهترین انطباق بین داده های آزمایشگاهی و نتایج حل آشفتگی ایجاد می کند تعیین شده است. بر اساس مقایسه نتایج، کاربرد این ضریب برای طراحی سازه ها و در مدل های ریاضی توصیه شده است.

ضریب زبری لوله های موجدار با منافذ جانبی که در مراجع ارایه می شود (ضریب زبری اسمی) معمولا برای جریان یکنواخت کاملا متلاطم و از نظر هیدرولیکی زبر صادق است. در حالی که جریان در داخل لوله ها از نوع متغیر مکانی و متلاطم زبر یا بینابین می باشد. در جریان متغیر مکانی نحوه ورود جت های کوچک آب از منافذ جدار لوله به درون لوله علاوه بر بر هم زدن توزیع یکنواخت سرعت در مقاطع عرضی به صورت عامل بازدارنده جریان نیز عمل می نماید. عامل اول ضرورت کاربرد ضریب تصحیح توزیع سرعت را، در روابط حاکم ایجاب می کند. عامل دوم هم می تواند ضریب زبری اسمی لوله را به مقدار قابل توجهی افزایش دهد. در این تحقیق عوامل یاد شده با ایجاد یک مجموعه آزمایشگاهی بررسی شد. همچنین با استفاده از روابط حاکم بر جریان متغیر مکانی با افزایش بده در لوله ها، پروفیل های محاسبه شده و مشاهد شده سطح آب مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از ضرایب زبری اسمی لوله ها و فرض توزیع یکنواخت سرعت در مقاطع عرضی به پروفیل هایی منجر می شود که اختلاف قابل ملاحظه ای با مشاهدات آزمایشگاهی دارد. اما با تعدیل ضریب زبری و به کار بردن ضریب تصحیح توزیع سرعت انطباق خوبی بین داده های آزمایشگاهی و نتایج عددی حاصل می شود. درنتیجه براساس ضرایب محاسبه شده زبری و تصحیح اندازه حرکت مقادیر متوسط پیشنهاد شد.

در زمان بروز پدیده سیلاب در رودخانه ها و افزایش تراز سطح آب، اکثراً عرشه پل ها مستغرق خواهد شد. در این شرایط جریان عبوری از زیر عرشه به صورت تحت فشار رفتار خواهد کرد. پیش بینی میدان جریان در کانال های مرکب به علت ماهیت سه بُعدی جریان برای مهندسین هیدرولیک امری دشوار تلقی می شود. شرایط تحت فشار و اختلاف زبری بین کانال اصلی و سیلابدشت ها از عوامل پیچیده تر شدن تحلیل پارامترهای هیدرولیکی جریان در کانال های مرکب می باشد. در این پژوهش، آزمایش ها با پوشش گیاهی صُلب غیرمستغرق و با سه عرض مختلف سیلابدشت و چهار تراکم مختلف پوشش گیاهی با سه عمق نسبی متفاوت انجام شده است. نتایج نشان داد افزایش تراکم پوشش گیاهی باعث افزایش سرعت طولی در کانال اصلی و کاهش آن در سیلاب دشت می شود و همچنین افزایش تراکم پوشش گیاهی، به طور متوسط باعث کاهش 17 درصد مشارکت سیلاب دشت در عبور دبی عبوری از مقطع کانال مرکب می گردد. وجود عرشه پل و شرایط جریان تحت فشار باعث پس زدگی جریان شده که منتج به کاهش سرعت جریان و دبی جریان عبوری از زیر عرشه پل می شود.

به منظور تعیین مقادیر ضرایب انرژی و اندازه حرکت، اندازه گیری هایی در انهار آبیاری و زهکشی دارای علف هرز در دشت مغان انجام گردید. این اندازه گیری ها شامل سنجش سرعت جریان، مختصات نیمرخ عرضی مقاطع انهار و عمق آب در فاصله های مختلف از عرض مقطع و نمونه برداری از گیاهان روییده در جدار و کف نهرها بوده است. یافته های آزمایش ها و نتایج کاربرد روابطی که بر اساس توزیع لگاریتمی و توصیف احتمالاتی سرعت جریان ارایه شده، مقایسه شده است، برابر یافته ها، برای برآورد مقدار ضریب انرژی می توان از روابط انرژی و یا توزیع لگاریتمی سرعت و یا توصیف احتمالی سرعت جریان و برای تخمین مقدار ضریب اندازه حرکت می توان از روابط اندازه حرکت و یا توزیع لگاریتمی سرعت جریان استفاده نمود. در صورتیکه توزیع سرعت جریان لگاریتمی باشد، استفاده از روابط مربوط به این توزیع، آسانتر از کاربرد معادلات دیگر است.تحلیل آماری و بررسی توزیع احتمال مقادیر اندازه گیری شده ضرایب یاد شده نشان داد مقدار میانگین ضریب انرژی 1.2768، برای ضریب اندازه حرکت برابر 1.1005 بوده و توزیع لاگ نرمال سه متغیره، مناسب ترین توزیع برای مقادیر ضرایب انرژی و اندازه حرکت بود.

طیف بینی گاما برای چشمه های استاندارد مارینلی حاوی خاک، در چگالی های مختلف ( (1.5g cm-3-1با استفاده از آشکارساز HPGe انجام شد. طیف های حاصل به کمک نرم افزارهای مربوط تحلیل و سپس منحنی بازده- انرژی برای هر نمونه رسم شد. بازده های محاسبه شده در چگالی های مختلف با بازده نمونه مرجع مقایسه شده، ضریب های تصحیح خودجذبی برای چگالی های متفاوت، در گستره انرژی 1408keV-59 به دست آمد. ضریب های تصحیح به دست آمده، در محاسبه پرتوزایی نمونه های مجهول با موفقیت به کار گرفته شد.

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

مقطع مرکب به مقطعی گفته می شود که سطح آن شامل چند قسمت (زیرمقطع) با صفات متفاوت جریان، مانند: زبری سطح، عمق جریان و غیره باشد. یک رود طبیعی، که هنگام وقوع سیل از روی زمینهای سواحل آن عبور می کند، مثالی از مقاطع مرکب (نهرهای مرکب) است. مسیر جریان در یک رود به هنگام وقوع سیل، شامل یک نهر اصلی و دو نهر ساحلی است. اصولا، تفاوت عمق آب و سرعت متوسط بین آبراه اصلی و نهرهای ساحلی در یک مقطع مرکب باعث بروز پدیده ی کمتر شناخته شده انتقال اندازه ی حرکت بین آبراه اصلی و نهرهای ساحلی (دشتهای سیلابی) می گردد، که باعث بروز پیچیدگیهایی در هیدرولیک جریان این مقاطع می شود. از سوی دیگر، می توان گفت که با ورود جریان به نهرهای ساحلی، یک مقطع مرکب بر هم کنشهایی میان جریان در آبراهه اصلی و نهرهای ساحلی به وجود می آید، درست مثل این که جریان موجود در نهرهای ساحلی باعث کند شدن جریان در آبراه اصلی می گرددکه نشانی از انتقال اندازه حرکت در عرض یک مقطع عرضی می باشد. تحقیقات مختلف نشان می دهند که پدیده ی انتقال اندازه حرکت عرضی باعث تغییرات عمده در سرعت جریان، تنش برشی مرزی، و ویژگیهای جریان آشفته می گردد. بررسی تنش برشی مرزی نه تنها برای مباحث انتقال رسوب و حفاظت سواحل بسیار اهمیت دارد، بلکه می توان از بررسی آن در مقاطع مرکب، و مقایسه آن در آبراهه ی اصلی و نهرهای ساحلی (سیلاب دشتها) برای پی بردن به ماهیت پدیده انتقال اندازه حرکت و تاثیرات آن بر توزیع خود تنش برشی مرزی، و دیگر ویژگیهای هیدرولیکی جریان، از جمله تشکیل جریانهای ثانویه استفاده کرد.

سرریزهای جانبی، کاربردگسترده ای در سیستم های انتقال آب و فاضلاب دارند. جریان بر روی این سازه ها از نوع متغیر مکانی و سه بعدی است. برای تحلیل این جریان لازم است توزیع سرعت و مقادیر ضرایب تصحیح انرژی جنبشی (α, ) و اندازه حرکت (β, ) شناخته شده باشند اما پیچیدگی های موجود در این جریان از یک طرف و محدودیت های آزمایشگاهی از طرف دیگر، باعث شده است تا توزیع سرعت در این نوع از جریان، کمتر مورد مطالعه قرار گیرد. در تحقیق حاضر توزیع سرعت در سرریز جانبی مستطیلی توسط نرم افزار FLOW-3D در دو حالت جریان زیر بحرانی و فوق بحرانی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا صحت سنجی نرم افزار با استفاده از داده های آزمایشگاهی انجام شد. پس از اطمینان از عملکرد مدل عددی در تحلیل جریان، توزیع سرعت، ضرایب تصحیح انرژی جنبشی و اندازه حرکت و نواحی جداشدگی مورد مطالعه قرار گرفتند. براساس نتایج شبیه سازی موجود، روابط جدیدی بین ضرایب α, وβ,برای جریان زیربحرانی و فوق بحرانی ارایه شد و همچنین روابطی برای کمی سازی ناحیه جداشدگی، ارایه گردید. نتایج این تحقیق می تواند به طراحان سرریزهای جانبی برای شناخت بهتر از جریان سه بعدی و پیچیده آن کمک نماید.