بررسی مدلهای شبکه های به عنوان روشی عددی برای حل معادلات آبهای زیرزمینی


در حال بارگذاری
۳۱ فروردین ۱۳۹۷
doc
7.33MB
195
165 بازدید
۱۷۵۰۰ تومان
خرید

has been added to your cart!

have been added to your cart!

شبیه‌سازی جریان درون محیط های متخلخل در طی سه دهه‌ی گذشته توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است .(Vafai, 2005) کاربردهای گوناگون این شبیه‌سازی را می‌توان در شاخه‌هایی مانند مهندسی آب، مهندسی محیط زیست، مهندسی نفت و هیدرولوژی آبهای زیرزمینی دید.

آب زیرزمینی­ای که توسط پمپ از ساختارهای زیرزمینی به دست می­آید سر چشمه­ی اصلی بسیاری از سیستمهای منابع آب می­باشد. میزان آب خروجی یک چشمه به عنوان خروجی سیستم آب زیرزمینی در نظر گرفته می­شود می­تواند تا حد بسیار زیادی تحت تاثیر میزان پمپاژی که از همان حوالی انجام می­شود قرار گیرد. آب به منظور ذخیره می­تواند درون چاه‌هایی که به همین منظور حفاری شده­اند تزریق شود و سطح آب زیرزمینی را می­توان با استفاده از همین تکنیک بالا آورد. این مسایل از جمله مسایلی هستند که می­توانند در مدیریت آبهای زیرزمینی تاثیر گذر باشند.

در واقع در سیستم مدیریتی آبهای زیرزمینی، مسایل کیفیتی و کمییتی را نمی­توان امری جدا از هم دانست. در بسیاری از نقاط جهان به علت برداشت آبهای زیرزمینی به میزان بیشتر ازحد مجاز، کیفیت این آبها به طور پیوسته رو به تنزل بوده که این امر باعث توجه مصرف کنندگان و هم تولید کنندگان به این مساله گردیده است. تنزل کیفیت آبهای زیرزمینی می­تواند به علت افزایش میزان شوری آب و یا افزایش غلظت یونهایی مانند نیترات باشد.

در سالهای اخیر علاوه بر مسایل کلی گفته شده مؤثر در کیفیت آب توجه عموم به مساله­ی آلودگی آبهای زیرزمینی توسط فاضلابهای سمی صنایع، شیرابه­های حاصل از دفن زباله­ها، مواد نفتی و سایر مایعهای سمی، کودها، علف کش ها و حشره­کش هایی که در کشاورزی به کار می­روند و مواد رادیو اکتیوی که در اعماق زمین مدفون شده­اند، معطوف گردیده است. هر چند بسیاری از این مسایل روی سطح زمین اتفاق می­افتند اما این آلاینده ها پس از نفوذ به زمین به آبهای زیرزمینی می­پیوندند. پس از پیوستن به آبهای زیر زمینی این آلاینده­ها با حرکت آبهای زیرزمینی منتقل گشته و به رودخانه­ها، دریاچه­ها و چاه­های برداشت می­رسند. از طرف دیگر محدود بودن آبهای زیرزمینی هم باعث اهمیت روزافزون آبهای زیرزمینی به عنوان منبع آب آشامیدنی بشر گردیده است.

هر گونه برنامه­ریزی برای عملیاتهای کنترل و پاکسازی، احتیاج به تخمین و برآورد کردن مقادیر مورد مطالعه دارد. متعاقباً هرگونه عملیاتی که برای قرائت مقادیر مورد مطالعه می­باشد، محتاج دانستن نحوه­ی رفتار آب زیرزمینی می­باشد. بنابراین مدیریت مناسب هنگامی محقق می­شود که بتوان پاسخ سیستم مورد نظر را نسبت به فعالیتهای مورد نظر دانست.

یکی از اولین گامهای مورد نیاز برای تخمین نحوه­ی رفتار آبهای زیرزمینی یافتن مدل ریاضی می­باشد که کار برد این مدلها نیز به نوبه­ی خود محتاج جمع آوری اطلاعات می­باشد. هرچه که اطلاعات جمع آوری شده دقیق­تر باشد به جوابهای مدل ارائه شده بیشتر می­توان اعتماد کرد، هر چند که جمع آوری اطلاعات همواره با خطا و عدم قطعیت مواجه است. با استفاده از سیستمهای آزمایشی می­توان علت خطاهایی را که به علت خطاهای انسانی یا جهل انسانی به وجود آمده­اند تا حد بسیار زیادی کاهش داد و بر طرف نمود. به همین علت مطالعات بسیار زیادی روی مسایلی مانند مراقبت از هد یک چاه، طراحی سیستمهای تأمین آب آشامیدنی تخمین حرکت و انتقال آلاینده‌ها درون آبخوان و … شده است (Vedat, 2006) و مدلهای ریاضی برای این مسائل ارائه گردیده است.

۱-۱ مقدمه

۱-۲ هدف از انجام این تحقیق

۱-۳ روش انجام تحقیق

۱-۴ نوآوری تحقیق

۱-۵ ساختار پایان نامه

  1. پیشینه‌ی تحقیق 

۲-۱ مقدمه

۲-۲ انواع مدلها

۲-۲-۱ مدلهای ریاضی (mathematical models)

۲-۲-۱-۱ طبقه ‌بندی مدلهای ریاضی

۲-۲-۱-۲ معادله‌ی حاکم بر آبهای زیر زمینی

۲-۲-۲ مدلهای فیزیکی (physical models)

۲-۲-۳ مدلهای تمثالی(analog models)

۲-۲-۳-۱ مدلهای شبکه‌ای Pore Network Models (PNMs)

۲-۲-۳-۲ مدلهای سیال لزج (viscous fluid models)

۲-۲-۳-۳ مدلهای غشایی (membrane models)

۲-۲-۳-۴ مدلهای حرارتی (thermal models)

۲-۲-۳-۵ مدلهای الکتریکی (electrical models)

َ۲-۳ روشهای عددی

۲-۳-۱ روش تفاضل محدود (finite difference method)

۲-۳-۲ روش حجم محدود (finite volume method)

۲-۳-۳ روش عناصر محدود (finite element method)

۲-۳-۴. روش عناصر مرزی (boundary element method)

۲-۳-۵ روش عددی دیفرانسیل کوادراچر (differential quadrature method)

۲-۳-۶ روشهای طیفی (spectral methods)

  1. معرفی روش شبکه‌ای به عنوان روشی عددی برای حل معادله‌ی آبهای زیرزمینی

۳- ۱  مقدمه

۳-۲ مبانی تئوریکی روشهای شبکه‌ای

۳-۲-۱ معادله‌ی حاکم بر روش شبکه‌ای

۳-۲-۲ معادله‌ی جبری حاکم بر روش شبکه‌ای در حالت ماندگار

۳-۲-۳ تأثیر ناهمگنی و ناهمسانی بر معادلات جبری حاکم

۳-۲-۴ تزریق و برداشت

۳-۲-۵ معادله‌ی جبری حاکم بر روش شبکه‌ای در حالت ناماندگار

۳-۲-۶ آبخوان محصور و آزاد

۳-۲-۷ اصلاح روش شبکه‌ای

۳-۲-۷-۱ بهبود با استفاده از افزایش اتصال گره‌ها

۳-۲-۷-۲ بهبود با استفاده از نحوه‌ی مدل کردن گره‌های مرزی

۳-۲-۸ معادله‌ی حاکم در حالت کلی

۳-۲-۹ تأثیر شکل هندسی مجاری بر روش شبکه‌ای

۳-۲-۹-۱شکل مجاری

۳-۲-۹-۲ معادله‌ی حاکم

۳- ۳ مدل آزمایشگاهی

۳-۳-۱ مقدمه

۳-۳-۲ نحوه‌ی ساخت مدل آزمایشگاهی

۳-۳-۳ روش انجام آزمایش

۳-۳-۳-۱محیط همگن و همسان با هد ثابت

۳-۳-۳-۲ آزمایش آبخوان آزاد

۳-۳-۳-۳ آزمایش لایه‌ی غیر قابل نفوذ

۳-۳-۳-۴ آزمایش ناهمگن و ناهمسان بودن محیط متخلخل

۳-۳-۳-۵ آزمایش جریان ناماندگار

  1. مثالهای عددی و آزمایشگاهی و بحث در نتایج به دست آمده 

۴-۱ مقدمه

۴-۲ مثالهای عددی

۴-۱-۱ مثال ۱) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مربعی و شرایط  مرزی شکل ۴-۱

۴-۱-۲ مثال ۲) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مربعی و شرایط مرزی شکل ۴-۵

۴-۱-۳ مثال ۳) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مستطیلی و شرایط مرزی شکل ۴-۸

۴-۱-۴ مثال ۴) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مثلثی و شرایط مرزی شکل۴-۱۱

۴-۱-۵ مثال ۵) مسأله‌ی حالت ماندگار با وجود چاه در محدوده‌ی مستطیلی و شرایط مرزی شکل ۴-۱۴

۴-۱-۶ مثال ۶) مسأله‌ی حالت ماندگار در دامنه‌ای L شکل و شرایط   مرزی شکل ۴-۱۷

۴-۱-۷ مثال ۷) مسأله‌ی حالت ناماندگار یک بعدی

۴-۱-۸ مثال ۸) مسأله‌ی حالت ناماندگار دو بعدی

۴-۱-۹ مثال ۹) مسأله‌ی حالت ماندگار با شرایط مرزی منحنی

۴-۱-۱۰ مثال ۱۰) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مستطیلی و  شرایط مرزی شکل ۴-۲۵

۴-۱-۱۱ مثال ۱۱) مسأله‌ی حالت ماندگار در محدوده‌ی مثلثی و شرایط مرزی شکل ۴-۲۷

۴-۳ مثالهای آزمایشگاهی

۴-۳-۱ آزمایش ۱) جریان در اطراف یک مانع مستطیلی

۴-۳-۲. آزمایش ۲) جریان با شرایط مرزی مرکب

۴-۳-۳ آزمایش ۳) جریان از زیر پرده‌ی آب بند

۴-۳-۴ آزمایش ۴) جریان در آبخوان آزاد

۴-۳-۵ آزمایش ۵) جریان در آبخوانی ناهمگن و ناهمسان

  1. نتیجه‌گیری و پیشنهادات 
  راهنمای خرید:
  • لینک دانلود فایل بلافاصله بعد از پرداخت وجه به نمایش در خواهد آمد.
  • همچنین لینک دانلود به ایمیل شما ارسال خواهد شد به همین دلیل ایمیل خود را به دقت وارد نمایید.
  • ممکن است ایمیل ارسالی به پوشه اسپم یا Bulk ایمیل شما ارسال شده باشد.
  • در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید یا فایل دانلود شده مغایر با عنوان پایان نامه خریداری شده بود اینجا کلیک کنید و مورد را از طریق فرم مغایرت اطلاع دهید تا رفع اشکال گردد.