سرریزهای کلیدپیانویی جدیدترین نوع سرریزهای تاج طولانی هستند که نسبت به سرریزهای زیگزاگی طول تاج بیشتری را در همان عرض به دست می دهند و از این رو ظرفیت تخلیه را بالاتر می برند. استفاده از موانع در خروجی سرریزهای کلیدپیانویی با هدف افزایش میزان استهلاک انرژی در آنها روشی است که تاکنون کمتر به آن توجه شده است. سرریزهای کلیدپیانویی در تاج سدهای مخزنی و همچنین در شبکه های آبیاری و زهکشی کاربرد دارند و این پژوهش به علت اهمیت موضوع استهلاک انرژی در این نوع سازه ها اجرا شده است. در این تحقیق برای بررسی اثر آرایش موانع بر میزان استهلاک انرژی سازه، پس از شناخت پارامترهای موثر، مدل های فیزیکی از موانع در دو آرایش مختلف (N) ساخته شد. موانع با دو آرایش N1 (ردیف های 3 تایی و 2 تایی که به صورت زیگزاگی قرار گرفته اند) و N2 (ردیف های 2 تایی) در کلید خروجی سرریز قرار گرفتند. همچنین 27 آزمایش در محدوده دبی 135-5 لیتر بر ثانیه اجرا شد. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش دبی، میزان استهلاک انرژی کاهش می یابد. همچنین میزان استهلاک انرژی در آرایش (2-2) به اندازه 1.16 درصد بیشتر از میزان استهلاک انرژی در آرایش (2-3) و به اندازه 8.61 درصد بیشتر از میزان استهلاک انرژی در مدل بدون مانع است. روند تغییرات ضریب تخلیه جریان نیز در این نوع سرریز مورد ارزیابی قرار گرفت. به این صورت که حداکثر ضریب دبی با استفاده از روش تئوری، برابر 0.63 و با استفاده از روش انتگرالی، برابر 2.54 برای تمامی مدل های آزمایشگاهی است.

سرریز از جمله سازه هایی است که برای تنظیم سیلاب های مازاد بر ظرفیت سد طراحی می شود. یکی از مهمترین دلایل تخریب سدها، ناکافی بودن ظرفیت تخلیه سرریزها است. به همین دلیل طراحی سرریز با ظرفیت عبوری بالا از اهمیت ویژه ای برخوردار است. سرریزهای کلید پیانویی نوع جدیدی از سرریزها هستند که ظرفیت تخلیه دبی بالایی دارند و می توانند به عنوان سازه ای اقتصادی با کارایی بالا مورد استفاده قرار گیرند. در این تحقیق برای تعیین تاثیر پارامتر هندسی نسبت عرض کلید ورودی به کلید خروجی سرریز و شیب بر ضریب آبگذری، 180 آزمایش روی سرریزهای دو و سه سیکل، تحت شرایط هیدرولیکی مختلف انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش بار هیدرولیکی، ضریب آبگذری ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. همچنین با افزایش نسبت عرض کلید ورودی به کلید خروجی از 8/0 تا 25/1 ضریب آبگذری در سرریزکلید پیانویی به مقدار 26 درصد افزایش یافت. بررسی اثر تعداد سیکل نشان داد حداکثر ضریب آبگذری در سرریز دو سیکل بین 6/0 تا 76/0 و برای سرریز سه سیکل بین 4/0 تا 59/0 بود و در کلیه مراحل، عملکرد سرریز 2 سیکل بهتر از 3 سیکل بوده بطوریکه 29% افزایش ضریب آبگذری داشته است. علت این امر، پیچیده تر شدن شرایط جریان در سرریز سه سیکل و تداخل بیشتر خطوط جریان، استغراق موضعی، افت انرژی بیشتر در این شرایط و افزایش تعداد سیکل در یک عرض مشخص با طول موثر یکسان می باشد. در این تحقیق شرایط بهینه سرریز کلید پیانویی نوع A از نظر تاثیر توام شیب کلیدها و نسبت عرض ورودی به خروجی، با استفاده از دماغه مثلثی بررسی شد و نتایج نشان داد که سرریز کلید پیانویی با نسبت عرض کلید 25/1 و شیب 2/25 % با دماغه مثلثی بهترین ترکیب را برای ایجاد حداکثر ضریب آبگذری ارایه می دهد.

امروزه استفاده از سرریز کلید پیانویی یک راه حل مناسب جهت افزایش ظرفیت تخلیه نسبت به سرریزهای موجود محسوب می شود. طراحی مناسب این سرریز ها، مستلزم دقت کافی در پیش بینی ظرفیت تخلیه می باشد. در این تحقیق نوع جدیدی از سرریزهای کلید پیانویی با دماغه مثلثی با شیب ها و نسبت عرض های مختلف، مورد آزمایش قرار گرفت و برای تعیین تأثیر پارامتر هندسی نسبت عرض کلید ورودی به کلید خروجی سرریز، بر ضریب جریان، آزمایشات متعددی تحت شرایط هیدرولیکی مختلف بر روی سرریزهای سه سیکله با دماغه مثلثی انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش بار هیدرولیکی، ضریب جریان ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. همچنین با افزایش نسبت عرض کلید ورودی به کلید خروجی از 8/0 تا 25/1 و افزایش شیب از 2/19 تا 2/25 درصد، ضریب جریان در سرریزکلید پیانویی افزایش می یابد. از داده های بدست آمده از آزمایشات این تحقیق یک رابطه ریاضی برای تعیین ضریب آبگذری سرریز کلید پیانویی 3 سیکل بدست آمد. مقایسه با تحقیقات سایر محققین نشان داد که رابطه بدست آمده از این تحقیق خطای کمتری نسبت به روابط سایر محققین دارد. علاوه بر این سرریزهای کلیدپیانویی در مرحله هوادهی کامل به بالاترین حد از ضریب آبگذری می رسند که این در محدوده 2/0 ≥ ≤ Hd/P1/0 بوده است. همچنین مقدار ضریب آبگذری در کلیه مراحل در سرریزهای 2 سیکل نسبت به 3 سیکل بیشتر بوده است. بررسی نتایج نشان داد که نسبت 25/1Wi/Wo= و شیب2/25 درصد بیشترین مقدار ضریب جریان (592/0) را داشته است.

سازه کلاریفایر یا زلال­ساز سازه ایست مهم در تصفیه خانه که می بایست با حداقل بار سطحی جریان را از خود عبور داده که این امر به ضریب تخلیه آن و کاهش سرعت جریان خروجی بستگی دارد. محققین روش های مختلفی را برای افزایش ضریب خروجی جریان سرریزهای کلید پیانو در کانال ها مورد بررسی قرار داده اند که در این تحقیق با ساخت یک مدل فیزیکی از سازه زلال­ساز، به ارزیابی هیدرولیک جریان این نوع سرریزها در این سازه مورد بررسی قرار گرفت. برای کاهش بار سطحی این سرریز حالت های مختلفی به­عنوان سناریو در آزمایش ها تعریف گردید. در این مطالعه بررسی تأثیر طول جانبی تاج به عرض سرریز (B/W) با در نظر گرفتن نسبت های 01/0 =B/W، 16/0 =B/W و 23/0 =B/W و تعداد وجوه (N) سرریز بر ضریب تخلیه سرریز کلید پیانو ((Cpk مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج، با افزایش تعداد وجه های سرریز، ضریب دبی افزایش پیدا کرد. با افزایش تعداد وجه های سرریز کلید پیانویی از هشت به 12 با نسبت طول تاج به عرض سرریز 01/0، درصدهای 43/68، 5/70 و 3/61 درصد، نسبت 16/0 درصدهای 62/36، 61/40 و 7/44 درصد و نسبت 23/0، درصدهای 3/34، 2/35 و 3/38 درصد افزایش ضریب تخلیه نسبت به مدل شاهد مشاهده گردید. با افزایش نسبت B/W درسرریزهای هشت، 10 و 12 وجهی از 01/0 به 23/0، بترتیب شاهد 8/26، 6/36 و 3/34 درصد، 6/31، 7/40 و 2/35 درصد و 2/33 ، 7/44 و 3/38 درصد ضریب تخلیه نسبت به مدل شاهد افزایش داشت.

سرریزهای کلید پیانویی نوعی از سرریزهای غیرخطی است که دبی در واحد عرض بیشتری نسبت به سایر سرریزها دارد و در مناطقی که تکیه گاه سد اجازه احداث سرریز با طول زیاد را نمی دهد، می توان استفاده کرد. این نوع سرریز اخیرا در مخازن سدها مورد استفاده قرار گرفته و به همین دلیل هنوز بررسی جامع روی این نوع سرریز صورت نگرفته است. در این تحقیق، ابتدا با استفاده از مدل عددی فلوتردی جریان عبوری از سرریز کلید پیانویی شبیه سازی و نتایج مدل با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد. در صورتی که در مدل فلوتردی برای جداسازی معادله اندازه حرکت از شمای second order و مدل آشفتگی k-ε RNG استفاده شود، دقت شبیه سازی جریان عبوری از سرریز بیشتر می شود. همچنین در این پژوهش تاثیر هد انرژی و نسبت عرض کلیدهای ورودی به خروجی بر ضریب دبی سرریز با استفاده از مدل عددی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دارد، افزایش نسبت He/P باعث کاهش ضریب دبی می شود. به طوری که ضریب دبی برای He/P=0.92 حدود 50 درصد نسبت به He/P=0.24 کاهش می یابد. با افزایش عمق آب روی سرریز، تداخل جریان در محل شکستگی سیکل های سرریز صورت می گیرد و در نتیجه ضریب دبی کاهش می یابد. یکی دیگر از عوامل موثر بر ضریب دبی سرریز کلید پیانویی نسبت عرض کلید ورودی به خروجی است. با افزایش نسبت عرض کلید ورودی به کلید خروجی ضریب دبی افزایش یافته و سپس در Wi/Wo برابر 5/1 حداکثر می شود. تاثیر نسبت Wi/Wo بر ضریب دبی با افزایش عمق آب روی تاج سرریز بیشتر می شود.

تولید پالس های ولتاژ بالا با عرض فوق باریک و دوقطبی شده در حد چند نانو ثانیه و کمتر مورد توجه صنایع امروزی می باشد. امروزه به دلیل اهمیت بالای ابعاد کوچک مولدهای پالسی، دوقطبی نمودن پالس های تک قطبی جهت کاهش ابعاد مولد مورد نیاز، بسیار حایز اهمیت است. این مقاله در مورد نتایج طراحی و شبیه سازی یک دوقطبی کننده پالسی ولتاژ بالا با ولتاژ kV 300 و عرض پالس nS2 می باشد. در این مولد پالس با استفاده از خطوط انتقال و موضوع انعکاس امواج در خطوط انتقال، ولتاژ تولیدشده به صورت متقارن دوقطبی درمی آید. ساختار واقعی مولد پالس بلوملین بر اساس ترکیب تو در توی چند خط انتقال است. ولتاژ خروجی این ترکیب تودرتو نسبت به ولتاژ خروجی مدل مداری آن کیفیت مناسبی ندارد. یکی از عوامل کیفیت نامناسب ولتاژ خروجی این مولد پالس، عناصر پراکندگی کلیدهای جرقه زن آن است. این مقاله با بررسی انواع مختلف الکترودهای کلیدهای جرقه زن به بررسی تاثیر عنصر های پراکندگی آنها بر شکل موج پالس دوقطبی شده می پردازد. نتایج شبیه سازی برای نمایش کارایی طرح پیشنهادی ارایه می شوند.

در تقاطع­­های راست گوشه سه شاخه یا چهار شاخه کانال­های روباز، مطالعه جدایی جریان بسیار حائز اهمیت می­باشد. برخی پارامترهای موثر در این زمینه نسبت دبی ورودی و عمق جریان می­باشد که در این تحقیق تاثیر نسبت دبی ورودی و نسبت ارتفاع سرریزها (عمق جریان) در الگوی جریان و ابعاد ناحیه جداشدگی به صورت عددی شبیه­سازی شده است. بررسی نتایج مدل عددی نشان داد که مدل k-ω بیشترین مطابقت را با نتایج آزمایشگاهی دارد، به طوریکه میزان خطای شبیه­سازی کمتر از 20% بود. ابعاد ناحیه جداشدگی در کانال­­های اصلی و فرعی با نسبت دبی ورودی رابطه مستقیم داشت. همچنین با افزایش ارتفاع سرریزهای خروجی، عمق جریان افزایش یافت و منجر به کاهش ابعاد ناحیه جداشدگی شد. مطابق نتایج عددی، ابعاد ناحیه جداشدگی در راستای قائم از کف کانال به سطح آب افزایش یافت، به­طوری­که برای نسبت دبی 6/0 و نسبت ارتفاع سرریز 377/0، طول ناحیه جداشدگی در کف کانال، فاصله 1/0 متر از کف و در سطح آب به ترتیب در حدود 60 سانتیمتر، 75 سانتیمتر و 85 سانتیمتر بود. بنابراین از سطح آب به سمت کف کانال طول ناحیه جداشدگی در حدود 29% کاهش یافت.

جدیدترین نوع از سرریزهای غیرخطی سرریزهای کلید پیانویی هستند. مطالعات اولیه نشان داد این سریز دبی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد، ساختاری به نسبت ساده دارد و سازه ای اقتصادی است. در طی سالیان گذشته پژوهش های مختلفی برای بررسی عوامل موثر بر آبگذری و بهینه سازی این نوع سرریز ها انجام شده است. در این پژوهش با اعمال تغییراتی از جمله ایجاد دماغه در دهانه ورودی سرریز و استفاده از تاج نیم دایره در دهانه خروجی سرریز کلید پیانویی نوع A، عملکرد آن به صورت مدل سازی عددی بوسیله نرم افزار Flow-3D بررسی شد. برای صحت سنجی مدل عددی، از نتایج آزمایش فیزیکی استفاده شد. تاثیر هر یک از تغییرات اعمال شده در سرریز کلید پیانویی نوع A بر ضریب آبگذری به صورت جداگانه نسبت به حالت ساده سرریز کلید پیانویی نوع A بررسی شد. نتایج نشان داد تاثیر همزمان این دو تغییر در سرریز کلیدپیانویی، سبب افزایش ضریب آبگذری در حدود 12 درصد می شود. این تغییرات در سرریز کلیدپیانویی با اصلاح خطوط جریان و هدایت بهتر جریان، باعث بهبود شرایط هیدرولیکی سرریز شده و جایگزین مناسبی برای کلید پیانویی نوع A است.

1کلیدهای تک وردی-دو خروجی در سیستم­های بی­سیم، نظیر وایمکس به عنوان داپلکسر بکار می­روند و تغییر از حالت ارسال به حالت دریافت  و برعکس را انجام می دهند. در کلیدهای تک ورودی- دو خروجی ریزموج، می­توان از پین دیودها یا ترانزیستورهای اثر میدانی برای کلیدزنی استفاده نمود. اما دیودهای پین قابلیت کنترل توان بیش تری را دارند و برای کاربرد به عنوان داپلکسر مناسب هستند. تلفات عبورکم، جداسازی بالا و سرعت کلیدزنی از مسائل اصلی در طراحی کلید­ها است. به­طورکلی، برای کاربردهای بالاتر از 3 گیگاهرتز، دست­یابی به جداسازی بالای 30 دسی­بل کار بسیار دشواری است، زیرا ساختار کلید تک ورودی-دو خروجی معمولی نمی­تواند مشکل ضریب خودالقایی انگلی بزرگ ناشی از بسته­بندی را در بسامدهای بالا حل کند. در این مقاله، برای حل مشکل فوق ساختار جدیدی ارائه می گردد که در آن از یک تشدیدکننده ریزنوار موازی با دیود پین استفاده شده است. این تشدیدکننده، به همراه یک تشدیدکننده ریزنوار سری اثر سلفی ناشی از بسته بندی دیود را در حالت روشن بودن دیود و اثر خازنی ذاتی دیود را در حالت خاموش بودن آن از بین می برد و به این ترتیب باعث افزایش جداسازی می شود. به علاوه، در طرح پیشنهادی هیچ یک از دیودها در مسیر سیگنال قرار ندارند و به همین دلیل، تلفات عبوری بسیار پایین است. در طراحی کلید پیشنهادی از پین­دیود با شماره قطعه 1340SMP استفاده شده­است که سرعت کلیدزنی بسیار بالایی دارد. همچنین این پین­دیود نسبت به دیگر پین­دیودها از خازن پیوند و مقاومت هدایتی کوچک­تری برخوردار است. با استفاده از تحلیل ریاضی عملکرد کلید،    روابط ریاضی طراحی به دست آمده است و جهت اثبات صحت تحلیل و عملکرد طرح پیشنهادی، کلید طراحی شده در نرم افزار ADS شبیه­سازی شده­است. این شبیه سازی ابتدا بصورت شماتیک و سپس خطوط انتقال بصورت چیدمان بر روی زیرلایه و با استفاده از قابلیت EM_Cosim نرم افزار ADS انجام شده است. نتایج شبیه سازی، جداسازی بیش از 50 دسی­بل و تلفات عبور کمتر از 2/0 دسی­بل را فقط با استفاده از چهار عدد دیود پین نشان می­دهد.