پایان نامه تدوین مدلی برای کاربرد در برآورد خسارت کاویتاسیون در سرریزهای روگذر سدها به روش نزدیکترین

ایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

»M. Scمهندسی عمران «

گرایش: سازه های هیدرولیکی

‌عنوان:

تدوین مدلی برای کاربرد در برآورد خسارت کاویتاسیون در سرریزهای روگذر سدها به روش نزدیکترین همسایگی

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات: 90  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

  فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                                    صفحه

چکیده ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 1

فصل اول: مبانی و کلیات تحقیق

1-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………. 3

1-2- بیان مسئله  تحقیق…………………………………………………………………………………………………………….. 4

1-3- اهمیت و لزوم انجام تحقیق……………………………………………………………………………………………….. 5

1-4- کاویتاسیون در سریز سد شهید عباسپور…………………………………………………………………………… 5

1-5- فرضیه های تحقیق……………………………………………………………………………………………………………… 12

1-6- سوالات تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………….. 12

1-7- اهداف تحقیق………………………………………………………………………………………………………………………. 13

1-8- کاربردهای متصور از تحقیق……………………………………………………………………………………………….. 13

1-9- جنبه نوآوری تحقیق…………………………………………………………………………………………………………… 13

1-10- مواد و روشهای تحقیق……………………………………………………………………………………………………… 13

1-11- ساختار تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………… 13

فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه پژوهش

2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………. 16

2-2- کاویتاسیون چیست؟…………………………………………………………………………………………………………… 16

2-3- فاکتورهای موثر در پدیده کاویتاسیون :…………………………………………………………………………….. 18

2-4- شاخص کاویتاسیون…………………………………………………………………………………………………………….. 18

2-5- سوابق پژوهش مرتبط با کاویتاسیون…………………………………………………………………………………. 19

2-6- سوابق تحقیق در زمینه مدلسازی سرریز سدها………………………………………………………………… 25

2-7- سوابق مطالعات عددی در زمینه کاویتاسیون سرریز………………………………………………………… 29

2-8- سوابق تحقیق در زمینه الگوریتم نزدیکترین همسایه……………………………………………………… 36

فصل سوم: مواد و روش های تحقیق

3-1- مقدمه:…………………………………………………………………………………………………………………………………… 42

3-2- سرریز سد شهید عباسپور و آسیب در آن………………………………………………………………………… 42

3-3-گزارش و روند آسیب سرریز کارون 1…………………………………………………………………………………. 45

3-4-سازوکار محتمل آسیب…………………………………………………………………………………………………………. 48

3-5- الگوریتم نزدیکترین همسایه………………………………………………………………………………………………. 51

3-6- ساختار مدل شبیه سازی با استفاده از الگوریتم –k نزدیکترین همسایه ……………………… 51

فصل چهارم: تجزیه و تحلیل نتایج

4-1-مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 54

4-2- تهیه پایگاه داده های مورد نیاز…………………………………………………………………………………………… 54

4-3- تولید پایگاه داده های موردنیاز تحقیق………………………………………………………………………………. 58

4-4- توسعه مدل نزدیکترین همسایگی……………………………………………………………………………………… 62

4-5- توسعه مدل نزدیکترین همسایگی……………………………………………………………………………………… 63

4-6- مراحل مدلسازی در XLMiner…………………………………………………………………………………………. 63

4-7- نتایج مدل نزدیکترین همسایگی در طول تاج سرریز سد عباسپور…………………………………. 65

فصل پنجم: جمع بندی و پیشنهادها

نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………………………. 71

منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 72

چکیده

  سرعت کاویتاسیون و شاخص کاویتاسیون که خود ترکیبی از سرعت و فشار جریان می­باشند، پارامترهای مهم موثر در آسیب شناخته شده­اند تا روندی جدید و متفاوت از روش شاخص کاویتاسیون بحرانی در تخمین آسیب سنجیده شود. در تحقیق حاضر با استفاده از مبانی هیدرولیکی مربوط به کاویتاسیون در سرریز سدها و نیز مطالعات انجام شده توسط محققین یک سری داده مربوطه تهیه شده و سپس شاخص ریسک کاویتاسیون محاسبه می شود و پس از آن با استفاده از الگوریتم نزدیکترین همسایگی و نرم افزاری مدلسازی مربوط اقدام به توسعه مدل پیش بینی می شود و در نهایت با استفاده از شاخصهای اماری ضریب همبستگی، ضریب حساسیت، متوسط مربعات خطا و خطای مطلق دقت مدل تهیه شده بررسی می شود و با ازمونهای گرافیکی و نموداری دقت ان بررسی می شود. برای تهیه پایگاه داده های مورد نیاز تحقیق از مدل WS77 استفاده شده است و پس از اینکه پایگاه داده های تحقیق تهیه شد اقدام به مدلسازی به روش نزدیکترین همسایگی شده و مشاهده شد که روش نزدیکترین همسایگی در این زمینه دقت مطلوبی دارد. با توجه به دقت مطلوب روش نزدیکترین همسایگی در برآورد خسارت کاویتاسیون با نظر به اینکه پیش بینی خسارت ناشی از  پدیده کاویتاسیون در سرریز سدها و استفاده از معادلات ریاضی مشکل است و تا حدی غیر ممکن است و استفاده از این روش تا حد مطلوبی به این مشکل کمک خواهد کرد است و با استفاده از این روش در سدها تا حد بسیار زیادی این مشکل را میتوان برطرف کردتوصیه میشود استفاده از الگوریتم نزدیکترین همسایگی چون بهترین و دقیقترین و مطلوبترین روش در حل این مشکل (برآورد خسارت ناشی از پدیده کاویتاسیون) میباشد در تمامی سدها مورد استفاده قرار گیرد چون خواه یا ناخواه این خطردر اکثر سدها  وجود دارد.

واژه های کلیدی: شاخص کاویتاسیون، سرعت کاویتاسیون، روش نزدیکترین همسایگی، نرم افزار ws77،

 1-1- مقدمه

سدها از سازه­های پر اهمیت برای حفظ آبهای جاری بر سطح زمین و کنترل و
بهره­برداری از آنها می­باشد. امروزه به دلیل افزایش جمعیت و نیازهای جدید جوامع بشری و با توجه به کمبود آب قابل شرب، اهمیت این سازه افزایش یافته است. بطوریکه سدها بعنوان اهرم استراتژیکی توسعه و قدرت یک کشور محسوب می­شوند. علاوه بر اینها، دارای کاربری مهم  دیگری یعنی مهار سیلاب[1] و جلوگیری از خطرات ناشی از آن می­ باشند و البته خود سدها نیز می­توانند در صورت عدم توجه به آنها و نگهداری نامناسب به عنوان خطر محسوب شوند.

 برای مقابله با خطرات احتمالی و برای تخلیه[2]  ایمن و سریع دبی­های بزرگ پیش­بینی شده و خطرات پیش­بینی نشده در سازه سد، از چندین نوع تخلیه کننده سیلاب استفاده می­شود که سرریز[3] از مهمترین آنها می­باشد. به دلیل ارتفاع بسیار زیاد جریان و در نتیجه سرعت بالای آن که ممکن است باعث تولید فشار کمتر از فشار بخار آب و باعث ایجاد کاویتاسیون[4] شود، توجه ویژه به پدیده کاویتاسیون در سرریزها لازم می­باشد (زندی و همکاران، 1389).

سالهای زیادی است که حوادث مربوط به پدیده کاویتاسیون در نقاط مختلف جهان ذهن مهندسان را به خود معطوف کرده است (زندی و اژدری، 1389).  کاویتاسیون به دلیل شتاب گرفتن سیال روی بدنه جسم، و افت فشار آن به زیر فشار بخار، در نواحی خاصی از جریان، اتفاق می افتد. در این نواحی، آب به بخار تبدیل می شود و حباب های بخارآب تشکیل می شوند. به علت ورود جتهای آب به درون این حباب ها، احتمال متلاشی شدن آنها وجود دارد، و جریان حالت غیردائمی[5] پیدا می کند.

کاویتاسیون ممکن است به صورت جزیی روی بدنه جسم ایجاد شود و یا اینکه در مقایسه با ابعاد جسم، بسیار بزرگ شود (نوروزی و همکاران، 1389).

در طراحی سازه­های هیدرولیکی مسائلی مطرح است که حل آنها تنها با تئوری و روابط تحلیلی[6] امکان­پذیر نمی­باشد. به دلیل پیچیده بودن معادلات جریان نمی توان تنها با استفاده از تئوری، رفتار نمونه اصلی[7] را پیش بینی کرد (زندی، 1384) و لازم است از مدلهای عددی[8] و یا مدلسازی مبتنی بر روشهای داده کاوی[9] استفاده نمود. از جمله این مسائل می­توان به پدیده کاویتاسیون در سرریز سدها و اثرات مخرب آن و خسارات حاصله از خوردگی کاویتاسیون اشاره نمود.

 به دلیل پیچیدگی ها و ویژگی های منحصر بفرد سازه های هیدرولیکی مانند سرریز، روش مناسبی برای طراحی هندسه ارائه نگردیده است و می توان برای حصول اطمینان از عملکرد مناسب این سازه ها از مدل های هیدرولیکی و یا مدلهای عددی و همچنین مدلهای مبنی بر پایگاه داده ها[10] و  محاسبات آماری[11] استفاده کرد.

با توجه به توسعه سریع مدل های عددی، اغلب مشاهده شده است که ترکیب روش­های عددی و تجربی می تواند منجر به بالا بردن میزان اطمینان به نتایج شود (زندی، 1384).   

1-2- بیان مسئله  تحقیق

سرعت کاویتاسیون[12] و شاخص کاویتاسیون[13] که خود ترکیبی از سرعت و فشار جریان می­باشند، پارامترهای مهم موثر در آسیب[14] شناخته شده­اند تا روندی جدید و متفاوت از روش شاخص کاویتاسیون بحرانی[15] در تخمین آسیب سنجیده شود. البته مقاومت مصالح و زمان بهره وری نیز خود تا حدودی در این عوامل پنهان هستند(زندی، 1384).

در روشهای کلاسیک انتخاب شاخص کاویتاسون(s_i) حتی برای یک سازه خاص با داده های داده شده برای خسارت و عملکرد و ساخت آن نامشخص است. روند آسیب کاویتاسیون بسیار پیچیده است. عوامل زیادی بر کاویتاسون تاثیر گذار بوده و اندرکنش[16] این عوامل نا شناخته است.

 هنگامی که شرایط بهره برداری تغییر کند سطح و گسترش آسیب نیز تغییر می کند. سطح آسیب در هر ناحیه ای به خصوصیات مقاومت مصالح، روش های ساختمانی، عملکرد سرریز و به مهارتهای ساخت و اجرای سازه بستگی دارد که با نوع سرریز، زمان و جریانهای بهره برداری تغییر می کند و لازم است مطابق شرابط بهره برداری مختلف و دبی های طراحی با دوره بازگشت مختلف مدیریت شود. و بنابراین مشاهده می شود که برآورد ریسک کاویتاسیون در سرریزها با استفاده از مدلهای ریاضیات کلاسیک مشکل است و لازم است از مدلهای جدیدتر مبتنی بر داده کاوی استفاده شود (قوچانی، 1385).

لی و هوپس(1996) با استفاده از منطق فازی[17] مدلی برای بررسی رفتار سرریزها در شرایط بهره برداری مختلف ارائه نمودند. در تحقیق حاضر سعی می شود با استفاده از تکنیک جدید مدلسازی مبتنی بر نزدیکترین همسایگی[18] شاخص ریسک کاویتاسون در سرریزها براورد شده و مدلی بدین منظور تهیه شود.

به منظور توسعه مدل موردنظر با بررسی شرایط مختلف، تاثیر پارمترهای هیدرولیکی مختلفی همچون شاخص کاویتاسیون، سرعت، زمان و مقاومت و شرایط هیدرولیکی مختلف بررسی خواهد شد. روند کلی کار بر اساس نتایج گزارشات آسیب کاویتاسیون در سرریز سد شهید عباسپور است و قابلیت مدل مبتنی بر نزدیکترین همسایگی در این زمینه مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

1-3- اهمیت و لزوم انجام تحقیق

پیچیدگی آسیب کاویتاسون در سرریز سدها بدلیل شرایط متفاوت طرح، ساخت و بهره برداری، مشکل بودن پیش بینی، اشکالات اجرائی در زمان ساخت، تولید و نحوه گردآوری اطلاعات، خطاهای معمول مشاهداتی، تعاریف متفاوت از ریسک کاویتاسیون می باشد و این موارد از مهمترین پارامترهای متعدد دخیل در این پدیده است.

 شاخص ریسک کاویتاسون، سرعت جریان، مقاومت سطحی مصالح، زمان بهره وری و محتوی هوای جریان نیز متغیرهای موثر قابل ذکر بر مسئله می باشند که باعث پیچیدگی آن
می شوند. در سرریزهای سدها بعلت بالا رفتن سرعت جریان، فشار پائین آمده و از فشار بخار سیال کمتر می شود که این مسئله باعث تولید حباب در جریان و خوردگی بدنه سرریز سدها شده و در مواردی باعث تخریب کامل سرریز و خسارت شدید به آن می شود که در مهندسی سد و بهره برداری از سرریزها اهمیت کاربردی ویژه ای دارد.

1-4- کاویتاسیون در سریز سد شهید عباسپور

زندی و همکاران (1389) به مطالعه کاویتاسیون با مدلسازی عددی در سرریز سد شهید عباسپور پرداخته اند که جزئیاتی در این قسمت ارائه شده است. ایشان با توجه به جریان دوفازی و شرایط فیزیکی مسئله و سرعت ناچیز آب پشت سد بصورت فشار هیدرواستاتیک و با دادن تابع (تابع منشور فشار) بعنوان فشار نسبی با توجه به ارتفاع هیدرولیکی آب در ورودی دامنه، معرفی نمودند. برای شبیه سازی اغتشاش در مرزهای ورودی، مقادیر واقعی و داده های مربوط به k و ε در دسترس نیست و در این برنامه با روابط تقریبی موجود اجرا شد. برای ورودی های فشار هیدرواستاتیکی جهت جریان با توجه به توسعه یافتگی جریان بصورت گرادیان صفر مشخص گردید. خروجی مسئله در این تحقیق بصورت فشار هیدرواستاتیکی معرفی شد.

بهمراه تعداد رفرنس بالا

و.....

بررسی روش­ های عددی بدون شبکه در مدل سازی امواج غیرخطی سطح آب ناشی از باد

پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد

سازه های هیدرولیکی

عنوان :
بکارگیری روش­ های عددی بدون شبکه در مدلسازی امواج غیرخطی سطح آب ناشی از باد

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات: 157  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

در این تحقیق معادلات دیفرانسیل موج غیرخطی توسط روش عددی RBF-DQ محلی حل شده­اند. این معادلات دیفرانسیل که بصورت معادله­ی لاپلاس (بعنوان معادله­ی حاکمه) و شرایط مرزی غیرخطی در سطح آزاد می­باشند؛ اساس مدل ریاضی در این پژوهش­اند. با استفاده از این مدل ریاضی می­توان انتشار و تغییرات سطح آب را پس از تولید موج به خوبی شبیه سازی نمود. روش عددی RBF-DQ یک روش عددی بدون شبکه­ی نوین است؛ که تا به حال جهت حل مسائلی نظیر معادلات نویراستوکس، مدل­سازی مسئله­ی انتقال حرارت، شبیه­سازی نشت غیرماندگار و … بکار گرفته شده و نتایج قابل قبولی بدست داده است. در این روش علاوه بر بهره­بردن از ویژگی­های روش دیفرانسیل کوادرچر در تخمین مستقیم مشتق، با بکارگیری توابع پایه­ی شعاعی، از مزایای روش­های عددی بدون شبکه نیز می­توان بهره­برد. ضمن آنکه می­توان روش حاصل را در مسائل با مرز نامنظم نیز بکارگرفت. یکی از مهمترین عوامل موثر بر دقت این روش، پارامتر شکل تابع پایه­ی شعاعی است که در این پژوهش، مقادیر مناسب آن بااستفاده از آنالیز عدد وضعیت ماتریس ضرایب وزن تخمین زده می­شود. در تحقیق حاضر بجای فرم کلی، از فرم محلی روش RBF-DQ استفاده گردیده است. این روش می­تواند با حفظ دقت روش RBF-DQ، محدوده کاربرد آن را گسترش داده و هزینه­های محاسباتی را کمتر نماید. بمنظور شبیه­سازی سطح آزاد که بخش اصلی شبیه­سازی می­باشد؛ از روش مرکب اویلری و لاگرانژی استفاده ­شده­است. تصدیق صحت و دقت مدل حاضر توسط مدل­های تحلیلی، مدل­های عددی در دسترس و نتایج آزمایشگاهی بررسی شده است. در این پژوهش ابتدا مدل انتشار امواج در مخزن عددی بررسی می­گردد و سپس انتشار امواج حاصل از موج­ساز مطالعه می­شود. نتایج این تحقیق نشان داد که در مسئله­ای با شرط مرزی متغیر، از نظر حجم محاسبات، بکارگیری یک روش بدون شبکه نسبت به روش­های متکی بر شبکه اولویت دارد. روش RBF-DQ محلی به خوبی قادر به حل معادلات بوده و در برخی موارد دقت آن از روش­های تحلیلی و عددی دیگر بهتر است. همچنین بررسی عوامل موثر بر غیرخطی شدن موج نشان داد که ارتفاع موج نسبت به عمق آب و طول موج اثرگذارتر است.

کلیدواژگان: مدل موج غیر خطی- روش های عددی بدون شبکه

فهرست مطالب

عنوان                                         صفحه

فصل اول: مقدمه

1-1- کلیات.. 2

1-2- معرفی تحقیق حاضر.. 2

فصل دوم: مروری بر پژوهش های پیشین

2-1- مقدمه.. 10

2-2- پیشینه ی تحقیقات انجام شده بر روی موج.. 11

2-2-1- مدل های اوّلیه ی امواج غیرخطی.. 11

2-2-2- مدل های جدید امواج غیرخطی.. 13

2-2-3- روش های عددی بدون شبکه در مدلسازی امواج غیرخطی   15

2-3- پیشینه ی تحقیقات انجام شده بر روی روش عددی مورد استفاده   16

2-3-1- روش عددی دیفرانسل کوادرچر (DQ).. 16

2-3-2- توابع پایه ی شعاعی (RBF).. 20

2-3-2-1- انواع توابع پایه ی شعاعی.. 20

2-3-2-2- کاربرد توابع پایه ی شعاعی در درونیابی   21

2-3-2-3- کاربرد توابع پایه ی شعاعی در حل معادلات دیفرانسیل   22

2-3-2-4- روش عددی RBF-DQ.. 23

2-3-2-5- تابع شعاعی MQ.. 24

عنوان                                         صفحه

2-3-3- عوامل موثر بر دقت و خطای مدل.. 25

2-3-3-1- چگالی گره ها.. 26

2-3-3-2- پارامتر شکل.. 26

2-3-3-2-1- تاثیر پارامتر شکل بر خطا.. 26

2-3-3-2-2- پارامتر شکل بهینه.. 29

2-3-3-3- پدیده ی رانچ.. 32

2-3-3-4- دقت محاسبات، خطای گرد کردن و عدد وضعیت   33

2-4- جمع بندی و نتیجه گیری.. 33

فصل سوم: تئوری تحقیق

3-1- مقدمه.. 36

3-2- تئوری های موج.. 36

3-2-1- تئوری موج خطی.. 36

3-2-2- تئوری موج غیرخطی.. 39

3-2-2-1- دسته بندی تئوریهای اولیهی امواج غیرخطی   39

3-2-2-1-1- تئوری استوکس.. 39

3-2-2-1-2- تئوری Cnoidal 41

3-2-2-1-3- تئوری Boussinesq. 42

3-2-2- شبیه سازی عددی انتشار موج غیرخطی.. 42

3-2-2-1- هندسه ی مسئله و تعریف مخزن عددی.. 42

3-2-2-2- معادله ی حاکمه و شرایط مرزی.. 44

3-2-2-2-1- تئوری موج ساز.. 44

3-2-2-2-2- تابع صعودی.. 46

3-2-2-3- روش مرکب اویلری و لاگرانژی (MEL).. 48

عنوان                                         صفحه

3-2-2-4- ناحیه ی استهلاک یا ساحل مصنوعی.. 49

3-2-2-5- بکارگیری روش RBF-DQ برای تخمین مشتقات مکانی   50

3-2-2-5-1- انتخاب تابع پایه.. 50

3-2-2-5-2- تخمین مشتق های مکانی با روش RBF-DQ.. 51

3-2-2-5-3- روش RBF-DQ محلی.. 52

3-2-2-5-4- چگونگی اعمال شرایط مرزی.. 53

3-2-2-5-6- انتخاب پارامتر شکل مناسب.. 53

3-2-2-6- انتگرال گیری بر روی زمان.. 54

3-2-2-7- تابع یکنواختکننده.. 56

فصل چهارم: نتایج و بحث روی آزمایش های عددی

4-1- مقدمه.. 58

4-2- مثال های عددی.. 59

4-2-1- مثال عددی اول: معادله ی برگرز.. 59

4-2-1-1- بررسی عوامل موثر بر افزایش دقت روش.. 60

4-2-1-1-1- بررسی تاثیر فاصله ی گرهها بر مدل   61

4-2-1-1-2- بررسی تاثیر پارامتر شکل بر مدل.. 61

4-2-1-1-3- بررسی تاثیر پارامتر شکل و فاصله ی گره ها بصورت همزمان.. 64

4-2-1-1-4- دقت محاسبات.. 65

4-2-1-1-5- پدیدهی رانچ.. 66

4-2-1-2- مقایسه ی روش های RBF-DQ و DQ.. 67

4-2-1-3- حل مسئله با استفاده از مقدار پارامتر شکل بهینه   68

4-2-2- مثال عددی دوم: معادله ی هلمهلتز.. 69

4-2-2-1- بررسی عوامل موثر بر افزایش دقت روش.. 70

عنوان                                         صفحه

4-2-2-1-1- بررسی تاثیر پارامتر شکل و تعداد گره ها بصورت همزمان.. 70

4-2-2-1-2- پدیدهی رانچ.. 71

4-2-2-2- حل مسئله با استفاده از مقدار پارامتر شکل بهینه   72

4-3- شبیه سازی انتشار موج در مخزن عددی.. 73

4-3-1- انتشار موج خطی.. 73

4-3-1-1- بررسی تاثیر همزمان تعداد گره ها و پارامتر شکل   75

4-3-1-1-1- تاثیر پارامتر شکل و تعداد گره ها در راستای افقی.. 78

4-3-1-1-2- تاثیر پارامتر شکل و تعداد گرهها در راستای عمق   80

4-3-1-1-3- بررسی تاثیر همزمان تعداد گره ها در دامنه ی تاثیر
و پارامتر شکل.. 83

4-3-1-2- حل مسئله با استفاده از پارامتر شکل مناسب و مقایسه ی
نتایج با نتایج روش تحلیلی.. 85

4-3-1-3- تاثیر طول ناحیهی استهلاک.. 88

4-3-1-4- مقایسه ی نتایج با نتایج روش عددی RBF  88

4-3-2- شبیه سازی انتشار موج غیرخطی در مخزن عددی   89

4-3-2-1- بررسی تاثیر همزمان تعداد گرهها و پارامتر شکل   91

4-3-2-1-1- تاثیر پارامتر شکل و تعداد گرهها در راستای افقی   91

4-3-2-1-2- تاثیر پارامتر شکل و تعداد گره ها در راستای عمق   94

4-3-2-1-3- بررسی تاثیر همزمان تعداد گره ها در دامنه ی
تاثیر و پارامتر شکل.. 96

4-3-2-2- حل مسئله با استفاده از پارامتر شکل مناسب و مقایسه ی
نتایج با نتایج روش تحلیلی.. 99

4-3-2-3- مقایسه ی نتایج با نتایج روش عددی RBF. 102

4-4- انتشار موج ایجاد شده توسط موج ساز در مخزن آزمایشگاهی   102

عنوان                                         صفحه

4-4-1- بررسی عوامل موثر بر غیرخطی شدن موج.. 105

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1- مقدمه.. 109

5-2- جمع بندی و نتیجه گیری.. 109

5-3- پیشنهادات.. 110

مراجع.. 111

فهرست جداول

عنوان                                         صفحه

جدول2- 1- انواع توابع شعاعی پرکاربرد.. 20

جدول4- 1-تخمین پارامتر شکل بهینه با استفاده از کمینه ی نرمال خطای نسبی.. 62

جدول4- 2-تخمین پارامترشکل بهینه با استفاده از کمینه کردن نرمال خطای نسبی.. 64

جدول4- 3-مقایسه ی خطای RMSE دو روش دیفرانسیل کوادرچر و RBF-DQ
برحسب تعداد گره و در زمان های مختلف.. 67

جدول4- 4-مقایسه ی مقادیر خطای تابع برحسب تعداد گره های مختلف
در راستای افقی و بازای پارامتر شکل مناسب.. 71

جدول4- 5-مقایسه ی مقادیر خطای تابع پتانسیل سرعت برحسب تعداد گره های
مختلف در راستای افقی و بازای پارامتر شکل مناسب.. 79

جدول4- 6-مقایسه ی مقادیر خطای تراز سطح آب برحسب تعداد گره های مختلف
در راستای افقی و بازای پارامتر شکل مناسب.. 80

جدول4- 7-مقایسه ی خطای RMSE دو تابع پتانسیل سرعت و تراز سطح
برحسب مقادیر مختلف گره در راستای افقی بازای c=1. 80

جدول4- 8-مقایسه ی مقادیر خطای تابع پتانسیل سرعت برحسب تعداد گره های
مختلف در راستای عمق و بازای پارامتر شکل مناسب هر حالت   81

جدول4- 9-مقایسه ی مقادیر خطای تابع تراز سطح آب برحسب تعداد گره های
مختلف در راستای عمق و بازای پارامتر شکل مناسب هر حالت   82

جدول4- 10-مقایسه ی مقادیر خطای تابع پتانسیل سرعت برحسب تعداد گره های
مختلف در دامنه ی تاثیر و بازای پارامتر شکل مناسب هر حالت   84

عنوان                                         صفحه

جدول4- 11-مقایسه ی مقادیر خطای تراز سطح آب برحسب تعداد گره های
مختلف در دامنه ی تاثیر و بازای پارامتر شکل مناسب هر حالت   85

جدول4- 12-مقایسه ی خطای RMSE دو تابع پتانسیل سرعت و تراز سطح
برحسب مقادیر مختلف گره در دامنه ی تاثیر بازای c=1. 85

جدول4- 13-مقایسه ی تعداد کل گره ها و فاصله ی گام های زمانی مدل RBF-DQ
و RBF. 89

جدول4- 14-مقایسه ی مقادیر خطای تابع پتانسیل سرعت برحسب تعداد گره های
مختلف در راستای افقی و بازای پارامتر شکل مناسب.. 92

جدول4- 15مقایسه ی مقادیر خطای تراز سطح آب برحسب تعداد گره های مختلف در راستای افقی و بازای پارامتر شکل مناسب.. 93

جدول4- 16-مقایسه ی خطای RMSE دو تابع پتانسیل سرعت و تراز سطح
برحسب مقادیر مختلف گره در راستای افقی بازای c=1. 93

جدول4- 17-مقایسه ی مقادیر خطای تابع پتانسیل سرعت برحسب تعداد گره های
مختلف در راستای عمق و بازای پارامتر شکل مناسب.. 95

جدول4- 18-مقایسه ی مقادیر خطای تراز سطح آب برحسب تعداد گره های مختلف در راستای عمق و بازای پارامتر شکل مناسب.. 96

جدول4- 19-مقایسه ی مقادیر خطای تابع پتانسیل سرعت برحسب تعداد گره ها
در دامنه ی تاثیر و بازای پارامتر شکل مناسب.. 97

جدول4- 20-مقایسه ی مقادیر خطای تراز سطح آب برحسب تعداد گره ها در
دامنه ی تاثیر و بازای پارامتر شکل مناسب.. 98

جدول4- 21-مقایسه ی خطای RMSE دو تابع پتانسیل سرعت و تراز سطح
برحسب مقادیر مختلف گره در دامنه ی تاثیر بازای c=1. 99

جدول4- 22-مقایسه ی تعداد کل گره ها و فاصله ی گام های زمانی
مدل RBF-DQ و RBF. 101

فهرست شکل

عنوان                                         صفحه

شکل1- 1-تصاویری از تاثیر امواج بر پیرامون.. 4

شکل1- 2-طبقه بندی امواج.. 5

شکل 1- 3-پدیده ی جداسازی امواج ((Reeve. 6

شکل2- 1-محدوده مناسب برای بکارگیری تئوری های موج.. 13

شکل2- 2-پهن شدن تابع پایه ی شعاعی MQ با تغییر پارامتر شکل

(نرمال شده به مقدار بیشینه ی 1).. 27

شکل3- 1-موج خطی سینوسی و پارامترهای آن.. 37

شکل3- 2- هندسه ی مسئله، دامنه و مرزها در پلان xz. 43

شکل3- 3-طرح شماتیک گره مرجع و دامنهی تاثیر آن.. 52

شکل4- 1-مرتبه ی همگرایی خطا نسبت به فاصله ی گرهها   61

شکل4- 2-نرخ همگرایی خطا برحسب پارامتر شکل.. 62

شکل4- 3-نرخ همگرایی خطا برحسب مقادیر پارامتر شکل کوچک   63

شکل4- 4-نرخ همگرایی خطا برحسب پارامتر شکل.. 63

شکل4- 5-نرخ همگرایی خطا برحسب مقادیر پارامتر شکل کوچک   64

شکل4- 6-مقادیر خطای میانگین بازای مقادیر مختلف فاصله ی گره ها برحسب
پارامتر شکل بدون بعد.. 65

شکل4- 7-مقایسه ی خطای حاصل از دو روش محاسبات مضاعف و اختیاری برحسب پارامتر شکل (ε نرمال خطای نسبی است.).. 66

عنوان                                         صفحه

شکل4- 8-توزیع خطا در راستای x واثر پدیده ی رانچ بر آن   66

شکل4- 9-مقایسه ی مقادیر تابع u برحسب x با روش های تحلیلی و RBF-DQ
در زمان T=0.1s. 68

شکل4- 10-مقایسه ی مقادیر تابع u برحسب x با روش های تحلیلی و RBF-DQ
در زمان T=1s. 68

شکل4- 11-بررسی تغییرات عدد وضعیت ماتریس ضرایب بازای مقادیر   70

مختلف پارامتر شکل و تعداد گره ها.. 70

شکل4- 12-مقادیر خطای میانگین بازای مقادیر مختلف فاصله ی گره ها برحسب پارامتر شکل بدون بعد.. 71

شکل4- 13-توزیع خطا در راستای x واثر پدیده ی رانچ بر آن برای   72

دو مقدار مختلف از پارامتر شکل.. 72

شکل4- 14-مقایسه ی نتایج مدل عددی RBF-DQ با روش المان محدود   73

شکل4- 15-طرح شماتیک آرایش گرهها در مخزن عددی.. 76

شکل4- 16-بررسی عدد وضعیت ماتریس بازای مقادیر مختلف   77

پارامتر شکل و گره ها در راستای افقی.. 77

شکل4- 17-بررسی عدد وضعیت ماتریس بازای مقادیر مختلف   77

پارامتر شکل و گره ها در راستای عمق.. 77

شکل4- 18-بررسی عدد وضعیت ماتریس بازای مقادیر مختلف   77

پارامتر شکل و گره ها در زیر دامنه ها.. 77

شکل4- 19-خطای RMSE تابع پتانسیل سرعت برحسب پارامتر شکل
و بازای مقادیر مختلف تعداد گره ها در راستای افقی   78

شکل4- 20-خطای RMSE تراز سطح آب برحسب پارامتر شکل و بازای
مقادیر مختلف تعداد گره ها در راستای افقی.. 79

عنوان                                         صفحه

شکل4- 21-خطای RMSE تابع پتانسیل سرعت برحسب پارامتر شکل و بازای
مقادیر مختلف تعداد گره ها در راستای عمق.. 81

شکل4- 22-خطای RMSE تراز سطح آب برحسب پارامتر شکل و بازای مقادیر
مختلف تعداد گره ها در راستای عمق.. 82

شکل4- 23-خطای RMSE تابع پتانسیل سرعت برحسب پارامتر شکل و بازای
مقادیر مختلف تعداد گره ها در دامنه ی تاثیر.. 83

شکل4- 24-خطای RMSE تراز سطح آب برحسب پارامتر شکل و بازای مقادیر
مختلف تعداد گره ها در دامنه ی تاثیر.. 84

شکل4- 25-تراز سطح آب برحسب مکان در زمان t=25 ثانیه   86

شکل4- 26-موقعیت گره ها در زمان t=25 ثانیه.. 86

شکل4- 27-تراز سطح آب بر حسب زمان در وسط مخزن.. 87

شکل4- 28-انتشار امواج در مخزن در چهار زمان متفاوت   87

شکل4- 29-تاثیر طول ناحیه ی استهلاک بر تراز سطح آب.. 88

شکل4- 30-مقایسه ی نتیایج روش RBF-DQ با روش RBF در زمان t=20 ثانیه   89

شکل4- 31-خطای RMSE تابع پتانسیل سرعت برحسب پارامتر شکل
و بازای مقادیر مختلف تعداد گره ها در راستای افقی   92

شکل4- 32-خطای RMSE تراز سطح آب برحسب پارامتر شکل و بازای مقادیر
مختلف تعداد گره ها در راستای افقی.. 93

شکل4- 33-خطای RMSE تابع پتانسیل سرعت برحسب پارامتر شکل و بازای
مقادیر مختلف تعداد گره ها در راستای عمق.. 94

شکل4- 34-خطای RMSE تراز سطح آب برحسب پارامتر شکل و بازای
مقادیر مختلف تعداد گره ها در راستای عمق.. 95

شکل4- 35-خطای RMSE تابع پتانسیل سرعت برحسب پارامتر شکل و بازای
مقادیر مختلف تعداد گره ها در دامنه ی تاثیر.. 97

عنوان                                         صفحه

شکل4- 36-خطای RMSE تراز سطح آب برحسب پارامتر شکل و بازای مقادیر
مختلف تعداد گره ها در دامنه ی تاثیر.. 98

شکل4- 37-تراز سطح آب برحسب مکان در زمان t=25 ثانیه   99

شکل4- 38-موقعیت گره ها در زمان t=25 ثانیه.. 100

شکل4- 39-تراز سطح آب بر حسب زمان در وسط مخزن(x=15 متر)   100

شکل4- 40-انتشار امواج در مخزن در چهار زمان متفاوت   101

شکل4- 41-مقایسه ی نتیایج روش RBF-DQ با روش RBF در زمان t=20 ثانیه   102

شکل4- 42-هندسه ی موج ساز شناور گوه ای.. 103

شکل4- 43-تراز سطح آزاد بر حسب زمان در مکان x/a=9.629. 104

شکل4- 44-تراز سطح آزاد بر حسب زمان در مکان x/a=9.629. 104

شکل4- 45-موقعیت گره ها در زمان t=15.7 ثانیه.. 105

شکل4- 46-خطای میان مدل خطی با مدل غیرخطی بازای مقادیر مختلف H/h  106

شکل4- 47-خطای میان مدل خطی با مدل غیرخطی بازای مقادیر مختلف H/L   106

شکل4- 48-خطای میان مدل خطی با مدل غیرخطی بازای مقادیر مختلف H/L   107

و......