---

چکیده-در این پژوهش عملکرد سرریز کنگره­ای ذوزنقه­ای با زوایای مختلف دیواره سرریز در امتداد جریان و طول های متغیر دماغه، بررسی شده است. مدل عددی نرم افزار Flow-۳D ساخته شده است. برای مدل کردن آشفتگی از مدل K-ε حالت RNG و برای تعیین موقعیت پروفیل سطح آزاد از روش VOF استفاده شد. برای سنجش درستی مدل از داده های آزمایشگاهی تولیس و همکاران (۱۹۹۵) استفاده شد که نتایج مدل هماهنگی مناسبی با نتایج داده های آزمایشگاهی داشت. در این بررسی مشاهده شد که با افزایش زاویه دیواره سرریز در امتداد جریان (α)، ضریب آبگذری افزایش می یابد؛ همچنین با افزایش طول دماغه، به خاطر کاهش تداخل جریان ریزشی، ضریب آبگذری جریان افزایش یافته است که این افزایش در زوایای کوچک به علت کاهش چشم گیر در تداخل لایه های ریزشی، قابل توجه است. سرانجام روشی برای طراحی مدل سرریز کنگره­ای ذوزنقه­ای با تغییر زاویه دیواره در امتداد جریان و تغییر طول دماغه ارائه شد.

---

روش‌های بدون شبکه (لاگرانژی) مانند روش نیمه‌ضمنی ذرات متحرک (MPS) و هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH)، جدیدترین نسل از این روش‌ها در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی می‌باشند که توجه محققین را در مسائل کاربردی که در آنها تغییرشکل‌های بزرگ و ناپیوستگی جریان وجود دارد، به خود جلب کرده-است. هدف از این پژوهش، توسعه و بهبود شبیه‌سازی جریان‌های با سطح آزاد با استفاده از مدل جدید‌نیمه ضمنی ذرات متحرک با تراکم‌پذیری ضعیف (WC-MPS) میباشد. در روشMPS ، مقدار فشار با حل معادله پواسون تعیین می‌شود. حل این معادله نیز به صورت ضمنی انجام می‌گیرد، که مستلزم صرف زمان زیاد برای رایانه است. در مطالعه حاضر، از WC-MPS برای محاسبه فشار استفاده شده‌است. در این روش، از معادله حالت، مشابه روش SPH، بهره گرفته شده‌است. این معادله به صورت صریح حل می‏شود و وقت زیادی از رایانه را اشغال نمی‌کند. به منظور ارزیابی روش و مدل پیشنهادی، مسئله شناخته شده و پرکاربرد جریان ناشی از شکست یک سد مورد بررسی قرار گرفته‌است. برنامه‌نویسی به زبان C انجام شد و آزمایش‌های صحت‌سنجی در خصوص کد نوشته شده صورت گرفت. برای مقایسه رویکرد لاگرانژی با رویکرد اویلری، شکست سد توسط نرم افزار FLOW-۳D نیز مدل‌سازی گردیده‌است. نتایج بررسی‌ها و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد که هر دو رویکرد دارای دقت قابل قبولی در مدل‌سازی جریان با سطح آزاد می‌باشند. لیکن دقت رویکرد لاگرانژی، به ویژه روش WC-MPS ارائه شده، نسبت به رویکرد اویلری بیشتر است. روش پیشنهادی دارای نوسانات فشار بوده و در ادامه راهکارهای کاهش این نوسانات بررسی گردیده‌است.

---

روش نورد سرد لوله از فرآیندهای رایج تولید لوله بدون درز است. از مشکلات این روش ترک‌های ایجاد شده در لوله نهایی است. یکی از روش‌های پیش‌بینی و کاهش این ترک‌ها استفاده از شبیه‌سازی عددی فرآیند است. در این مقاله به شبیه‌سازی اجزای محدود آسیب در فرآیند پیلگر سرد به ‌روش سه‌غلتک پرداخته می‌شود. در این شبیه-سازی جهت مشاهده‌ی آسیب از سه مدل آسیب شامل: معیار آسیب نرم لمتر، اصلاح شده لمتر و مدل آسیب تجمعی استفاده می‌شود. در کنار مدل‌های آسیب مذکور دو مدل کارسختی ترکیبی و همسان نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد. با شبیه‌سازی عددی چند آزمایش متداول شکل‌دهی و مقایسه نتایج حاصل با نتایج تجربی و عددی پژوهش‌های قبلی از صحت زیربرنامه‌های نوشته شده برای مدل‌های مذکور، اطمینان حاصل می‌شود. سپس نتایج حاصل از شبیه‌سازی فرآیند پیلگر سه‌غلتکه با نتایج پژوهش‌های مرتبط مقایسه شد که تطابق خوبی با آن‌ها داشت. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد هر سه‌معیار پیش‌بینی خوبی در مورد توزیع آسیب می‌دهند اما تفاوت قابل ملاحظه‌ای در میزان آسیب معیار لمتر و اصلاح‌ شده لمتر، به دلیل لحاظ نشدن بسته‌شدن ترک‌ها در فشار در آسیب لمتر، وجود دارد. از دیگر نتایج بدست آمده کمتر بودن مقادیر آسیب حاصل از مدل‌های آسیب با کارسختی ترکیبی نسبت به همان مدل‌های آسیب با کارسختی همسان در شرایط یکسان می‌باشد. همچنین نتایج بدست آمده نشان‌دهنده شروع رشد ترک از سطح خارجی لوله می‌باشد.

---

• افزایش روز افزون جمعیت به همراه تقاضای بیشتر برای آب در بخش‌های کشاورزی و نیرو، رشد سریع ساخت سدها را به همراه داشته است. در این میان افزایش ارتفاع سدها به منظور افزایش ذخیره مخزن و برآورد نیاز آب، موجب افزایش سرعت آب روی سرریزها می‌گردد که به دنبال آن نیاز به بررسی کاویتاسیون و راهکارهای مقابله و یا کاهش خسارات آن اجتناب ناپذیر می‌باشد. طبق بررسی‌های صورت گرفته در دهه‌های اخیر ساده‌ترین، اقتصادی‌ترین و مؤثرترین راهکار جهت کاهش و جلوگیری از این آسیب‌ها، تعبیه‌ی هوادهنده‌ها در مکان‌های مناسب و وارد نمودن هوا به جریان می‌باشد. لذا در این تحقیق بااستفاده از ۱۲۰۰ داده تجربی حاصل از ۹۰ آزمایش صورت گرفته توسط Pfister (۲۰۰۷) رابطه‌ای جهت تعیین روند خروج هوا از جریان تحت شرایط فشار حفره صفر و ضریب همبستگی بیش از ۸۴/۰ به عنوان تابعی از طول بی‌بعد شده‌ی جت جریان با استفاده از تحلیل رگرسیونی ارایه شده است که با توجه به سادگی با دقت مناسب می‌تواند در تعیین فاصله بین هواده‌ها بر اساس حداقل میزان غلظت هوای بستر مورد استفاده قرار گیرد. نتایج مطالعه حاضر با فواصل مربوط به هواده‌های سرریز سد آزاد بر اساس غلظت هوای بستر مینیمم مورد بررسی قرار گرفته است.
   

---

سیلوها در بسیاری از فرآیندهای صنعتی و مهندسی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، بنابراین تخلیه مواد دانه ای و غلات از سیلوها به عنوان یکی از مهم ترین مسائل مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به هزینه بالای مطالعات آزمایشگاهی بر روی مواد و شرایط مختلف، روش های محاسباتی به عنوان یک رویکرد جایگزین با هزینه بسیار کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. به دلیل توانایی روش‌های لاگرانژی برای مدل‌سازی تغییر شکل‌ها و ناپیوستگی‌های بزرگ، در این مطالعه یک مدل لاگرانژی بدون شبکه بر اساس یک فرمول MPS با تراکم ضعیف برای شبیه‌سازی تخلیه سیلو از مواد دانه‌ای توسعه و ارزیابی شده است. در این مطالعه ماده دانه‌ای به‌عنوان یک سیال ویسکو-پلاستیک غیرنیوتنی در نظر گرفته می‌شود و یک مدل رئولوژیکی هرشل-بالکی (H-B) تنظیم‌شده نمایی برای مدل‌سازی رفتار دانه‌های استفاده شده است. قابلیت روش عددی توسعه‌یافته برای تخلیه مواد دانه ای از سیلوها ارزیابی شده است و با نتایج آزمایشگاهی و روش DEM مقایسه شده است. مقایسه نتایج پروفیل سطح و پروفیل سرعت روش عددی توسعه‌یافته برای تخلیه دانه ها از سیلو با اندازه‌گیری‌های تجربی موجود و روش DEM، قابلیت‌های مدل پیشنهادی را برای پیش‌بینی دقیق پروفیل‌های سطح و سرعت در این مسئله نمونه را نشان می‌دهد.