معرفي نرم افزار نصير براي حل احجام محدود مسائل مهندسي:

کاربرد

نرم افزار احجام محدود NASIR تحلیل مسائل علمی و صنعتی

در مدلسازی جریان غیردائمی در لوله ها

سعيدرضا صباغ يزدي

دانشیار دانشکده مهندسی عمران

دانشگاه صنعتي خواجه نصير الدين طوسي

SYazdi@kntu.ac.ir

بهار 1386

معرفی نرم افزار حجم محدود تحلیل مسائل علمی و صنعتی NASIR

1. تحلیل مسائل علمی و صنعتی در مدلسازی جریان میانگین عمقی با سطح آزاد (در کانالها و رودخانه ها)

2. تحلیل مسائل علمی و صنعتی در مدلسازی جریان میانگین عمقی با سطح آزاد (فرسایش، انتقال و ته نشست رسوب)

3. تحلیل مسائل علمی و صنعتی در مدلسازی جریان غیردائمی در لوله ها

4. تحلیل مسائل علمی و صنعتی در مدلسازی تولید و انتقال حرارت در بتن

5. تحلیل مسائل علمی و صنعتی در مدلسازی جریان در محیط متخلخل

6. تحلیل مسائل علمی و صنعتی در مدلسازی جریان میانگین عمقی با سطح آزاد (در مخازن سد، سرریز و حوضچه آرامش)

7. تحلیل مسائل علمی و صنعتی در مدلسازی جریان دو بعدی باد و انتقال آلایندها

8. تحلیل مسائل علمی و صنعتی در مدلسازی جریان سه بعدی باد

مقدمه

در نوشتار حاضر نمونه هائي از نتايج آزمونهای صحت (بكمك مقايسه با آزمونهاي تحليلي و يا اندازه‌گيري‌هاي آزمايشگاهي) و کاربرد ماجولهای نرم افزار مذکور در مسائل مرتبط با جریان غیر ماندگار در لوله ها ارائه میگردد. لازم بذکر است که جزئیات فنی هر کدام از موارد در مقالات منتشر شده توسط نگارنده و همکاران مورد تشریح قرار گرفته است. در این نوشتار برای هر یک از موارد، پس از تشریح مسئله مدلسازی شده، به اشاره مختصر به نمونه ای از نتایج بسنده شده است. لذا جهت حفظ اختصار از ذکر توضیحات مربوط به مسئله و مدلسازی آن شامل فنون محاسباتی خاص مورد مذکور، مراحل صحت سنجی کار مدلسازی و نتایج تفصیلی بدست آمده پرهیز شده است. علاقمندان میتوانند جزئیات کامل فنون و روند صحت سنجی و شبیه سازی هر آزمون یا کاربرد را در مقاله و یا مقالات مربوط به آن مسئله دنبال نمایند. مشخصات مقاله و یا مقالات مربوط به هر مسئله تحلیل شده در پاورقی صفحه مربوط به همان مورد آورده شده است.

اما شاید مناسب باشد که قبل از پرداختن به موارد آزمون و کاربرد نرم افزار NASIR در مسائل مرتبط با جریان غیر ماندگار در لوله ها به مدل ریاضی (معادلات دیفرانسیل) استفاده شده برای هر مورد و کلیات حل حجم محدود آنها باختصار اشاره گردد.

جريان غیر ماندگار آب در لوله ها (ضربه قوچ)

امواج فشاری حاصل از بسته شدن شير و يا دريچه در مجاری تحت فشار، يکی از پديده های مهم در طراحی اين سيستم های انتقال می باشد. با توجه به سيستم معادلات با مشتقات جزئی حاکم بر اين پديده و عدم وجود حل تحليلی برای آنها، بخصوص در مورد شرايط پيچيده، روش های عددی تنها راه حل اين معادلات می باشد. در اينجا روش حجم محدود گودنف(مرتبه اول و دوم) برای حل مسائل ضربه قوچ فرمول بندی شده است. اين مدل بر مبنای تئوری مسائل ريمان بنا شده است و مقدار شار در وجه مشترک سلولها مورد استفاده قرار گرفته است. دراين روش، نحوه اعمال شرايط مرزی مثل وجود مخزن، شير و .. همانند روش مشخصه ها می باشد. اين مدل برای آزمونهای استاندارد اجرا شده و تاثير صلبیت جدار لوله در نتايج بررسی شده است. مدل برای يک سيستم انتقال متشکل از تعدادی لوله سری با پیچ و خم و تغییر قطر ناگهانی در مسیر قابل اجرا میباشد. نتايج بخوبی نشان می دهند که روش حجم محدود برای يک دقت معين، از انعطاف پذيری بيشتری برخوردار می باشد[56].

خط انتقال جریان نمونه متشکل از تعدادی لوله با شیبها، قطرها و مشخصات مختلف،

نرم افزار احجام محدود یک بعدی توسعه یافته قابلیت منظور نمودن تغییر قطر ناگهانی و خمهای با شعاع و زاویه دلخواه را دارد

نوسانات فشار و سرعت در يك مقطع (راست) و تاثیر صلبیت جدار لوله بر نوسانات فشار ناشی از بسته شدن ناگهانی شیر انتهائی

[56] عباسی، علی و صباغ يزدي، سعيدرضا، 1385، تحليل پديده ضربه قوچ در تونلهای آب بر نيروگاهها با روش حجم محدود جهتمند، هفتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس.