---

برای جلوگیری از فرسایش­ و کاهش انرژی جنبشی در هنگام عبور جریان از روی سرریز یک سد، باید در انتخاب نوع سرریز دقت لازم را بکار برد. یک راه حل ممکن، استفاده از سرریز پلکانی به جای سرریز صاف (بدون پله) است. سرریز پلکانی از جمله سازه­های هیدرولیکی شناخته شده است که به دلیل داشتن سطح ناهموار، تاثیر زیادی بر استهلاک انرژی جریان دارد. در این تحقیق، مدل­های عددی از سرریز پلکانی دارای شیب­ و پله­های مختلف برای بررسی شرایط جریان مورد بررسی قرار گرفت. برای شبیه سازی­ جریان روباز از نرم افزار ANSYS  و مدل آشفتگی k-ε استفاده شد. میدان حل جریان تا رسیدن باقیمانده­ها به مقدار ۱۰-۷ ادامه یافت. در تحقیق حاضر، برای بررسی دقیق پدیده اختلاط دو فاز آب و هوا و رفتار سطح آزاد جریان، از شبیه­سازی عددی و با کاربرد مدل Volume of Fluid (VOF) استفاده شد. در مقایسه با مدل­های ساده­تر مانند Mixture که صرفاً بر اساس میانگین­گیری از خواص دو فاز عمل می­کند، مدل VOF  با تفکیک دقیق فازها و در نظر گرفتن اثرات سطح مشترک، قادر به شبیه­سازی دقیق­تری از پدیده­هایی مانند اختلاط سیال­ها، جریان­های توربولانسی و انتقال حرارت در جریان­های چندفازی است. بخشی از مشخصات هیدرولیکی که در طراحی سرریزهای پلکانی مدنظر قرار گرفت، شامل فشار بر روی سطوح پله­ها، توزیع سرعت بر روی پله­ها و استهلاک انرژی است. نتایج حاصل از شبیه­سازی عددی با تعدادی از مدل­های آزمایشگاهی مقایسه شد و نتایج حاکی از انطباق قابل قبول مدل عددی با مدل­های فیزیکی بود. نتایج نشان داد که با افزایش دبی جریان و شیب سرریز، استهلاک انرژی جریان کاهش می­یابد. در سرریز ۵ پله­ای به ازای دبی ۰۶۳/۰ متر مکعب بر ثانیه، مقدار استهلاک انرژی در شیب ۶/۲۶ درجه از ۸۵ درصد به مقدار ۸۲ درصد در شیب ۴۵ درجه رسیده که کاهش ۳ درصدی را نشان می­دهد. در یک سرریز با ارتفاع ثابت، با افزایش تعداد پله، مقدار استهلاک انرژی به دلیل کوچک شدن ابعاد پله کاهش می­یابد.

---

طرح تونل باد عمودی که برای عملیات سقوط آزاد طراحی شده است دارای دیفیوزر به شکل ورودی ۸ ضلعی و خروجی ۴ ضلعی می باشد. لذا زاویه صفحه های دیفیوزر فوق متقارن نبوده و دارای زاویه های ۳,۴۳ و ۱۰.۶۶ درجه می باشد. پیش بینی افت فشار و همچنین بررسی جدایش جریان هوا در این دیفیوزر برای طراحی تونل باد از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. در این تحقیق مدل ۷.۸ % دیفیوزر اصلی ساخته شده و جریان هوا در دیفیوزر فوق در حالت های دمنده و مکنده با استفاده از فشارسنج های الکترونیکی، مورد بررسی قرار گرفته است. افت فشار دیفیوزر فوق اندازه گیری شده و با نتایج افت فشار دیفیوزر دایره به مربع که نزدیک به دیفیوزر مورد آزمایش است، مقایسه شده است. برای پیش بینی افت فشار دیفیوزر فوق، باید زاویه صفحه بزرگتر را در معادلات نیمه تجربی استفاده نمود و استفاده از زاویه معادل دیفیوزر مناسب نیست. همچنین با بررسی ضریب بازیافت فشار مشخص شد که جدایش قابل توجهی در دیفیوزر فوق اتفاق نیافتاده است.

---

به منظور جلوگیری از سقوط افراد شناور و یا مدل به داخل تونل باد عمودی، در قسمت خروجی نازل، توری محافظ نصب می¬شود. از آنجا که جریان هوا دارای بیشترین سرعت در این قسمت از تونل باد می¬باشد، لذا افت فشار ایجاد شده ناشی از توری محافظ بسیار بالا و قابل ملاحظه می¬باشد. از طرف دیگر به دلیل اینکه توری محافظ به طور متناوب در معرض نیروها¬ی دینامیکی ناشی از سقوط افراد شناور و یا مدل قرار دارد، لذا بایستی به منظور جلوگیری از وقوع پدیده خستگی از سیم¬های چند رشته¬ای در ساخت آن استفاده شود. در این تحقیق با استفاده از روش اختلاف ممنتوم ضریب نیروی پسا برای سیم چند رشته¬ای و مفتول اندازه¬گیری و مقایسه شده است. برای این منظور از دستگاه جریان سنج سیم داغ با پراب یک بعدی استفاده شده است. نتایج نشان می¬دهند که در اعداد رینولدز حدود ۱۰۳×۲، ضریب نیروی پسای سیم چند رشته¬ای ۱۶% از مفتول بزرگتر است که این مقدار با افزایش عدد رینولدز کاهش می¬یابد. بطوریکه برای عدد رینولدز ۱۰۴ ضریب نیروی پسای سیم چند رشته¬ای و مفتول تقریبا برابر می¬باشد.

---

یک روش مدرن برای سرمایش ساختمان ها استفاده از سیستم سرمایش تابشی است که در مقایسه با دیگر سیستم ها هم در موضوع صرفه جویی انرژی و هم در مقوله آسایش ساکنین دارای نقاط قوت بسیاری است. در این تحقیق عددی میدان جریان و توزیع دما و انتقال حرارت در یک اتاق در دو وضعیت استفاده از پانل سرمایش تابشی سقفی و دیواری مدلسازی شده است. بررسی ها با فرض دمای طرح خارج دو شهر تهران و سمنان انجام شده و تأثیر حضور فردی ساکن با در نظر گرفتن یک مکعب با شار حرارتی ثابت در مرکز اتاق بررسی شده است. نتایج نشان داده اند توزیع دمای عمودی و افقی در اتاق تقریباً یکنواخت و حداکثر سرعت مطلق هوا در فضای اتاق در محدوده ۲/۰ متر بر ثانیه است. در سرمایش سقفی و دیواری به ترتیب حداقل ۵۸% و ۶۵% از سهم انتقال حرارت به پانل تابشی است و وجود مدل انسانی آن را افزایش می دهد. افزایش دمای پانل سهم تابش را کاهش می دهد ولی افزایش دمای طرح خارج آن را افزایش می دهد. سرمایش دیواری مصرف انرژی کمتری دارد و از نظر توزیع دما و سرعت آسایش حرارتی مطلوب تری تأمین می کند.

---

سرریزهای‌ جانبی دارای کاربرد گسترده‌ای در مهندسی هیدرولیک هستند، که به علت حساسیت موضوع نیاز به طراحی و بررسی دقیق دارند. در مقاله‌ی حاضر جریان عبوری از سرریز‌جانبی مستطیلی لبه‌تیز در کانال باز مستطیلی با استفاده از نرم‌افزار FLOW-۳D و بکارگیری مدل آشفتگیRNG k- و روش VOF شبیه‌سازی شده است. در تحقیق حاضر پس از صحت‌سنجی نتایج مدل‌ عددی با داده‌های آزمایشگاهی، به بررسی اثرات عدد‌فرود بالادست بر الگو و مشخصات جریان در امتداد سرریز‌ جانبی پرداخته می‌شود. نتایج در این مطالعه نشان می‌دهد، با کاهش عدد فرود، ماکزیمم و مینیمم سرعت طولی در طول سرریز‌ جانبی به ترتیب افزایش و کاهش می‌یابد. با کاهش عدد‌فرود، ماکزیمم سرعت جانبی در طول سرریز جانبی افزایش می‌یابد، که بیانگر افزایش دبی عبوری از سرریز جانبی می‌باشد. همچنین توزیع مولفه‌های مختلف سرعت در برابر تغییرات ارتفاع جریان در روی وسط تاج سرریز برای عدد‌فرود‌های متفاوت نشان می‌دهد، با کاهش عدد‌فرود بالادست، توزیع سرعت طولی در نزدیک تاج سرریز غیر ‌یکنواخت‌تر می‌شود. برای اعداد فرود متفاوت، سرعت جانبی تا ارتفاع معینی از روی تاج سرریز افزایش می‌یابد و سپس با نزدیک شدن به سطح آزاد جریان مقدارآن کاهش می‌یابد. ماکزیمم سرعت قائم برای عدد-فرود‌های متفاوت، در نزدیکی تاج سرریز رخ می‌دهد و با افزایش ارتفاع و نزدیک شدن به سطح آزاد جریان مقدار آن به تدریج کاهش می‌یابد. با کاهش عدد-فرود، سرعت قائم در نزدیکی سطح آزاد جریان منفی می‌باشد. در خصوص سطح آزاد جریان در مجاورت سرریز ‌جانبی، با افزایش عدد‌فرود بالادست، عمق سطح آب در انتهای سرریز دچار تغییرات شدیدی می‌شود.

---

برآورد توزیع سرعت به عنوان یک پارامتر کلیدی در تخمین دیگر پارامتر‌های هیدرولیکی جریان نظیر دبی و تنش برشی از اهمیت زیادی برخوردار است؛ و در دهه‌های اخیر، برآورد پروفیل توزیع سرعت جریان در کانالهای کم‌عرض با نسبت عرض به عمق کمتر از ۵، توجه بسیاری از محققین را به خود معطوف داشته است. در این مقاله یک مدل تحلیلی برای برآورد توزیع سرعت جریان آشفته و کاملا توسعه یافته، بر مبنای میانگین گیری رینولدز معادلات ناویر استوکس (RANS) و یک توزیع لزجت گردابی ارائه شده است. مدل پیشنهادی قابلیت کاربرد در هر دو دسته کانالهای عریض و کم‌عرض را دارد. این مدل با داده‌های اندازه‌گیری شده در کانال‌های آزمایشگاهی مستطیلی و نیز داده‌های حاصل از یک سایت واقعی کانال فاضلاب مقایسه و معتبرسازی شده است. به دلیل وابستگی معادله توزیع سرعت پیشنهادی به پارامتر کولز، تأثیر این پارامتر بر میزان دقت در توصیف پروفیل سرعت و پیش بینی محل وقوع سرعت ماکزیمم نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. در مطالعه حاضر، پارامتر کولز از طریق برازش به دست آمده و مقادیری که به ازای آن، مدل پیشنهادی کمترین میزان خطا را در برآورد پروفیل سرعت ارائه می‌دهد، پیشنهاد گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که پروفیل‌های سرعت به دست آمده از مدل پیشنهادی مطابقت بالایی با داده‌های اندازه‌گیری شده داشته و گرادیان منفی سرعت در نزدیکی سطح آزاد آب را به خوبی نشان می‌دهد. مقدار پارامتر کولز برای کانال فاضلاب کمتر از مقدار این پارامتر برای کانال‌های آزمایشگاهی به دست آمد.