---

در این تحقیق، حرکت و تغییر شکل یک گلبول قرمز در جریان تراکم¬ناپذیر و لزج با استفاده از ترکیب روش شبکه بولتزمن و روش مرز غوطه¬ور شبیه¬سازی می¬گردد. برای حل میدان جریان سیال از روش شبکه بولتزمن و برای شبیه¬سازی دینامیک گلبول قرمز از روش مرز غوطه¬ور استفاده می¬شود. گلبول قرمز به صورت یک مرز ارتجاعی غوطه¬ور در جریان سیال در نظر گرفته می¬شود. مزیت اصلی روش شبکه بولتزمن این است که در آن برخلاف روش¬های متداول دینامیک سیالات محاسباتی که در آنها معادلات دیفرانسیلی حل می¬شوند فقط یک معادله جبری حل می¬شود. همچنین در روش مرز غوطه¬ور میدان جریان سیال با یک شبکه¬بندی اویلری منظم گسسته می¬شود در حالیکه جسم غوطه¬¬ور در مختصات لاگرانژی نشان داده می¬شود. در حالت کلی، نقاط شبکه اویلری بر نقاط لاگرانژی منطبق نمی¬باشند. بر هم کنش بین سیال و مرز غوطه¬ور با استفاده از یک شکل مناسب تابع دلتای دیراک مدل می¬شود. اثرات شرط مرزی عدم لغزش با افزودن یک جمله نیرو به عنوان چشمه به معادلات ناویر-استوکس (در اینجا معادله شبکه بولتزمن) در نظر گرفته می¬شود. در این مطالعه، حرکت چرخشی گلبول قرمز خون در جریان برشی شبیه¬سازی می¬گردد که نتایج حاصل توافق خوبی با نتایج تجربی و عددی موجود دارد.

---

پیامدهای آب زیرزمینی بر یک پروژه ساختمانی بسیار گسترده بوده و بر طراحی سازه ای، برنامه اجرایی و هزینه های کلی پروژه تاثیر می‌گذارد. با توجه به اینکه در نواحی آب گرفته، مهاربندی و اجرای سازه های نگهبان دشوار است، آب باید از ناحیه گودبرداری به بیرون پمپاژ شود که به این عمل خشک‌اندازی گفته می‌شود. عملیات خشک اندازی گاهی منجر به نشست زمین در مناطق اطراف کارگاه شده که با وارد شدن خسارت به ساختمانهای موجود نیز ممکن است همراه باشد. بنابراین ارائه راهکاری مناسب که بتواند با صرف هزینه و زمان کمتر مقدار نشست ناشی از خشک‌اندازی را کاهش دهد امری ضروری می‌باشد. راهکار عملی ارائه شده در این پژوهش، استفاده از روش خشک‌اندازی همزمان با گودبرداری بوسیله تنظیم پمپاژ از چاه‌های زهکش می‌باشد. روش مذکور در این پژوهش بر تخمین زمانهای توقف و اجرا و تنظیم مقادیر پمپاژ بر اساس تراز سطح آب مورد انتظار، با استفاده از نرم‌افزار PLAXIS۲D استوار است. از نتایج روش خشک‌اندازی همزمان با گودبرداری می‌توان به کاهش حدود ۲۰ و ۹ درصدی در نشست ناشی از خشک‌اندازی و نشست کل در طی عملیات گودبرداری و همچنین کاهش حدود ۲۲ درصدی نشست نامتقارن پی مجاور در این پروژه اشاره کرد. از فواید زیست محیطی روش خشک‌اندازی همزمان با گودبرداری نیز می‌توان به کاهش حدود ۶۸ درصدی مقدار آب خروجی از زمین طی مراحل گودبرداری اشاره کرد و نیز کاهش زمان و هزینه عملیات خشک‌اندازی از دیگر مزایای روش مذکور می‌باشد.

---

گرداب را می­توان به عنوان یکی از پدیده های ناشناخته در زمینه آبگیری از مخازن سدها نام برد که می­تواند باعث به وجود آمدن مشکلاتی در فرآیند آبگیری شود. در این تحقیق با هدف بررسی تاثیر امواج در سطح مخزن بر گرداب، به شبیه­سازی عددی امواج در دهانه آبگیرهای قائم با استفاده از نرم­افزار STAR-CCM، در شرایط تشکیل گرداب­های مختلف پرداخته شده است. در همین راستا گرداب­های کلاس A، B و C در مدل عددی شبیه­سازی گردید و نتایج آن پس از برخورد با امواج بررسی شد. نتایج نشان داد که امواج باعث کاهش مولفه­های سرعت مماسی، شعاعی و محوری گرداب شکل گرفته می­شوند. طبق نتایج ارائه شده، ماکزیمم مقدار مولفه سرعت مماسی در هنگام حضور امواج به طور میانگین در گرداب­های نوع A، B و C به ترتیب حدود ۱۴%، ۱۹% و ۲۳% کاهش داده شده است. میزان کاهش ماکزیمم مقدار مولفه سرعت شعاعی نیز برای گرداب­های کلاس A، B و C به ترتیب حدود ۹%، ۱۳% و ۱۸% می­باشد. ماکزیمم مقدار سرعت محوری نیز برای گرداب­های کلاس A، B و C به ترتیب حدود ۱۵%، ۱۶% و ۲۳% کاهش داده شده­اند. با توجه به نتایج شبیه­سازی، میزان کاهش با کم شدن دامنه امواج بیشتر شده و این بدین معنی است که امواج با دامنه کوچکتر یا به عبارتی ریزموج­ها بهتر می­توانند مولفه­های سرعت را کاهش داده و در نتیجه جریان گردابی را به روشی هیدرولیکی تضعیف کنند.

---

بیشتر رودخانه‌ها دارای بستر‌های ناهموار می‌باشند که به آن‌ها شکل‌های بستر گفته می‌شود. این شکل‌ها بسته به شرایط هیدرولیکی انواع متفاوتی دارند که باعث ایجاد مقاومت در جریان می‌شوند. باوجود سال‌ها تحقیق و آزمایش در مورد شکل‌های بستر هنوز معادله دقیق و جامعی برای پیش‌بینی هندسه شکل‌های بستر در و برهم‌کنش آن با جریان به‌دست نیامده است. در این پژوهش با هدف بررسی تاثیر هندسه تلماسه بر ساختار جریان، به شبیه‌سازی عددی حرکت جریان بر روی تلماسه‌ها در مجرای کانال باز پرداخته شد. در همین راستا تعداد ۲۹ شبیه‌سازی برای مطالعه تاثیر هندسه پنج نوع تلماسه با زوایا و ارتفاع‌های متفاوت در شرایط هیدرولیکی مختلف و زبری‌های کف گوناگون انجام گردید. به دلیل ضعف مدل آشفتگی RANS در پیش­بینی جدایش شدید جریان در این پژوهش از مدل آشفتگی DES برای تلماسه­های بزرگ مقیاس و برای شبیه‌سازی مدل عددی از نرم‌افزار +STAR-CCM استفاده شده است. جهت بررسی صحت شبیه‌سازی‌ها، نتایج مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی محققین پیشین مقایسه گردید که نشان از دقت خوب مدل عددی دارد. در نهایت فرمولی برای پیش‌بینی این برهم‌کنش حاصل شد. نتایج ارزیابی رابطه به دست آمده برای بررسی تاثیر هندسه تلماسه بر هیدرولیک جریان، نشان داد که رابطه ارائه شده با خطای %۱۱.۲۵ و R^۲ ۰.۸۶،  با توجه به طبیعت کاملا تصادفی تشکیل شکل بستر، دقت خوبی دارد.