وبلاگ

 

 

فهرست جدول ها

جدول 1-1)  آمار زلزله های بزرگ در جهان  ………………………………………………………………صفحه 4 

جدول 1-2) مقایسه ی اندازه و شدت زلزله در دو مقیاس ریشتر و مرکالی  ………………………صفحه 6

جدول 1-3) مهم ترین زلزله های نیم قرن اخیر در ایران  ……………………………………………….صفحه 7

جدول 2-1) نمونه کروموزوم الگوریتم ژنتیکی  ………………………………………………………….صفحه 43

جدول2-2) مشخصات سازه  …………………………………………………………………………………..صفحه 77

جدول 5-1) نتایج پارامترهای سیستم برای همه طبقات  ……………………………………………..صفحه 119
 

 

فهرست شکل ها

شکل 1-1) ساختمان سنسور تشخیص زلزله …………………………………………………………………صفحه 8 

شکل 1-2) نمونه ای از یک لرزه نگاشت با بیشینه دامنه 23 میلیمتر ………………………………….صفحه 9

شکل 1-3) شمایی از یک نگاشت سه مولفه  ……………………………………………………………..صفحه 10

شکل 2-1) نقاط بهینۀ محلی و بهینۀ کلی  ………………………………………………………………….صفحه 27

شکل 2-2) کدینگ درختی  …………………………………………………………………………………….صفحه 42

شکل 2-3) چرخ رولت  …………………………………………………………………………………………صفحه 50

شکل 2-4) جابجایی چند نقطه با اندازه 3 به 5     ………………………………………………………صفحه 53

شکل 2-5) ترکیب تک ‌نقطه‌ای   ………………………………………………………………………………صفحه 55

شکل 2-6) ترکیب دو نقطه‌ای با اندازه 3 از 7      ………………………………………………………صفحه 56

شکل 2-7) ترکیب یکنواخت  ………………………………………………………………………………….صفحه 57

شکل  2-8)شبیه سازی جهش به کمک نمودار  …………………………………………………………..صفحه 61

شکل  2-9)جهش باینری  ……………………………………………………………………………………….صفحه 63

شکل 2-10) جهش: وارونه سازی بیت  …………………………………………………………………….صفحه 63

شکل 2-11)جهش: تغییر ترتیب قرارگیری  ………………………………………………………………..صفحه 64

شکل 2-12) جهش: وارون سازی  ……………………………………………………………………………صفحه 64

شکل 2-13) جهش: تغییر مقدار  ………………………………………………………………………………صفحه 65

شکل 2-14) کنترل حلقه باز سیستم  …………………………………………………………………………صفحه 73

شکل 2-15)  یک سیگنال پیوسته به همراه سیگنال‏های گسسته و رقمی متناظر …………………صفحه 74

شکل 2-16)نمونه برداری های یکسان از دو سیگنال متفاوت  ……………………………………….صفحه 75

شکل 2-17) مدل‌سازی نیروی زلزله منجیل  ……………………………………………………………….صفحه 78

شکل 2-18) جابجایی در مقاله مرجع 7 …………………………………………………………………….صفحه 78

شکل 2-19) جابجایی در مقاله هارلی و همکاران در مرجع 9 ……………………………………….صفحه 79

شکل 2-20) جابجایی در مقاله مرجع 9 …………………………………………………………………….صفحه 79

شکل 2-21) جابجایی در مقاله مرجع 16 …………………………………………………………………..صفحه 80

شکل 2-22) جابجایی در مقاله مرجع 17 بدون کنترل ………………………………………………….صفحه 80

شکل 2-23) جابجایی در مقاله مرجع 17 با کنترل ……………………………………………………….صفحه 78

شکل 2-24) پاسخ طبقه اول بدون کنترل بعد از اعمال نیروی زلزله  ………………………………صفحه 81

 

شکل 2-25) پاسخ طبقه هشتم بدون کنترل بعد از اعمال نیروی زلزله  ……………………………صفحه 82

شكل 3-1) سیستم مكانیك جرم- فنر- دمپر  ………………………………………………………………صفحه 85

شكل 3-2) رفتار زمانی خروجی سیستم  ……………………………………………………………………صفحه 88

شكل 3-3) سیستم حلقه باز و حلقه بسته  ………………………………………………………………….صفحه 89

شكل 3-4) بررسی اثر اغتشاش  ………………………………………………………………………………صفحه 91

شكل3-5) سیستم حلقه بستة نمونه  ………………………………………………………………………….صفحه 93

شكل 3-6) پاسخ سیستم  ………………………………………………………………………………………..صفحه 94

شكل3-7)  جبران كنندة متوالی  ……………………………………………………………………………….صفحه 95

شكل 3-8)  شماتیك كنترل فشار خون رگها در شرایط نرمال  ………………………………………صفحه 96

شكل3-9) شماتیك كلی كنترل حركات انسان  …………………………………………………………..صفحه 97

شكل 3-10)  روند كنترل در پمپ انسولین  ……………………………………………………………….صفحه 98

شکل4-1) نتیجه شبیه سازی روش LQR…………………………………………………………………..صفحه 102

شکل4-2) مقایسه كنترل‌كننده‌های مختلف برای خطا…………………………………………………..صفحه 103

شکل 4-3) نمودار حلقه بسته کنترل فازی  ………………………………………………………………صفحه 103

شکل 4-4) فازی سازی جابجایی  ………………………………………………………………………….صفحه 104

شکل 4-5) فازی سازی شتاب  ………………………………………………………………………………صفحه 104

شکل 4-6) فازی سازی نیروی زلزله  ………………………………………………………………………صفحه 105

شکل 4-7) پاسخ طبقه اول با کنترل فازی  ……………………………………………………………….صفحه 105

شکل 4-8) پاسخ طبقه هشتم با کنترل فازی  …………………………………………………………….صفحه 106

شکل 4-9) حلقه بسته کنترل نظارتی  ……………………………………………………………………..صفحه 109

شکل 4-10) فلوچارت کار الگوریتم ژنتیک  ……………………………………………………………صفحه 110

شکل 4-11) پاسخ طبقه اول با کنترل نظارتی  ………………………………………………………….صفحه 111

شکل 4-12)  پاسخ بام با کنترل نظارتی  ………………………………………………………………….صفحه 111

شکل 4-13)  فاکتور نظارت  …………………………………………………………………………………صفحه 112

شکل 4-14)  مقایسه زمان اجرای برنامه در سه روش…………………………………………………صفحه 112

شکل 4-15)  اتصال جکهای هیدرولیکی به سازه ………………………………………………………صفحه 113

شکل 4-16)  محل قرارگیری سنسورها در طبقات …………………………………………………….صفحه 114

 

شکل 5-1) نیروی کنترلی بدون نظارت ژنتیک  …………………………………………………………صفحه 117

شکل 5-2) نیروی کنترلی با نظارت ژنتیک  ……………………………………………………………..صفحه 117

شکل 5-3) پاسخ طبقه اول با کنترل نظارتی  …………………………………………………………….صفحه 118

شکل 5-4)  فاکتور نظارت  …………………………………………………………………………………..صفحه 118

شکل 5-5)بیشینه جابجایی طبقات  …………………………………………………………………………صفحه 119

شکل 5-6)بیشینه شتاب طبقات  ……………………………………………………………………………..صفحه 119
 

 

 

چکیده

امروزه با توجه به افزایش ساخت ساختمان‌های بلند مرتبه، از دغدغه‌های بزرگ مهندسین امنیت آن‌ها در برابر حوادث طبیعی نظیر هم فرکانسی با باد یا زلزله می‌باشد. یکی از بهترین روش‌های حفظ امنیت سازه، استفاده از کنترل فعال است که از مجموعه فازی با یک پایگاه قوانین خبره برای کنترل استفاده می‌کند. برای حل مشکل وابستگی مجموعه فازی، به هوش خبره، ایده‌ی نظارت یک الگوریتم بهینه‌سازی در این پایان نامه مطرح شده است. به عبارت دیگر ما روی یک کنترل نظارتی برای مجموعه‌های فازی کنترلر کار کردیم که با بهره گرفتن از الگوریتم ژنتیک کار نظارت را انجام خواهد داد و نشان دادیم بهترین حالت در کنترل فعال سازه‌ها اولا استفاده از روش‌های هوش مصنوعی به جهت کاهش حجم محاسبات است که می‌تواند کنترلر را به شکل خوب توسط پردازنده های ارزان قیمت قابل استفاده نماید و ثانیا استفاده از کنترل نظارتی توسط الگوریتم‌های بهینه‌سازی مانند الگوریتم ژنتیک که روی کنترلر اصلی فازی نصب می‌شود می‌تواند به شکل قابل توجهی در کنترل فعال سازه‌ها، پاسخ سیستم را بهبود بخشد و سازه را مقابل زلزله دچار تخریب کمتری نماید.

کلید واژه ها: کنترل فازی، ژنتیک، کنترل فعال سازه

 

 

فصل اول

کلیات تحقیق

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها
 
عنوان
صفحه
شکل 1- 1  دسته بندی کلی مسائل برنامه تسهیلات
3
شکل 1- 2  دسته بندی مسائل مکان یابی با نگرش نوین
4
شکل 1- 3  یک مثال برای سیستم خدمات بهداشتی
5
شکل 1- 4  شکل مربوط به مثال شعبات پستی
6
شکل 1- 5 شکل مربوط به مثال شبکه راه ها
7
شکل 1- 6  الگوهای جریان
10
شکل 1- 7  انواع خدمت
11
شکل 1- 8 ساختار فضایی
11
شکل 2- 1  استقرار بهینه در یک مثال دو سطحی
21
شکل 3- 1  استقرار گره های تقاضا، تسهیلات موجود و مکان های کاندید
35
شكل 3-2 رابطه فضای جواب و ارتباط غالب
38
شكل 3-3 مراحل الگوریتم انبوه ذرات
42
شکل 3- 4  نحوه نمایش جوابها
46
شکل 3-5  نحوه تخصیص تقاضا به تسهیلات در ماتریس
46
شکل 3-6  کد گشایی الگوریتم حل
48
شکل 3-7 شبه کد حرکت هر ذره
49
شکل 3-8  شبه کد الگوریتم MOPSO پیشنهادی
50
شکل 3-9  فلوچارت الگوریتم MOPSO
51
شکل 3- 10  توزیع فازی مقدار تابع و اهداف فازی که توسط تصمیم گیرنده تأیید می شود
59
شكل 4-1 نمودار میانگین تعداد جوابهای نامغلوب در الگوریتم MOPSO پیشنهادی
71
شكل 4-2 نمودار جبهه پارتو برای مسأله نمونه اول
71
شكل 4-3 نمودار جبهه پارتو برای مسأله نمونه هفتم
71
شكل 4-4 نمودار جبهه پارتو برای مسأله نمونه پانزدهم
72
شكل 4-5 نمودار جبهه پارتو برای مسأله نمونه نوزدهم
72
فهرست شکل ها
 
عنوان
صفحه
شكل 4-5 نمودار جبهه پارتو برای مسأله نمونه بیست و دوم
72
شكل 4-5 نمودار زمان حل بر حسب ثانیه در نرم افزار  GAMSو الگوریتم MOPSO پیشنهادی
74
 

فصل اول

 

مقدمه وکلیات تحقیق
 

1-1- مقدمه

برنامه ریزی تسهیلات که از مباحث مهم مهندسی صنایع است، در دو بخش عمده جایابی و طراحی را شامل می شود که مهمترین بخش طراحی، استقرار یا جانمایی و بخش های دیگر آن، حمل و نقل و طراحی ساختمان و تاسیسات است. منظور از تسهیلات هر مجموعه، شامل کارخانه، دانشگاه، بیمارستان و غیره است. در جایابی، به بررسی محل قرار گرفتن یک وسیله برای رسیدن به اهداف مورد نظر پرداخته می شود که برای تعیین محل آن، معیارهای مهمی مؤثرند. از جمله این معیار ها نزدیکی به جاده های اصلی، بازار مصرف، منابع تأمین مواد اولیه، در دسترس بودن نیروی انسانی مورد نیاز، شرایط محیطی، امکان توسعه، مقررات و قوانین دولتی و غیره است. در طرح استقرار قرار است نحوه قرار گرفتن اجزای یک وسیله برای رسیدن به بهترین بهره وری را تعیین شود. روش های زیادی تا کنون برای حل این گونه مسائل مطرح شده اند که از آن جمله می توان به برنامه ریزی ریاضی، استفاده از تصمیم گیری های چندگانه و غیره اشاره کرد.

یکی از مسائلی که باید در مراحل اولیه طراحی سیستم های صنعتی مورد توجه قرار گیرد، مسأله مکان یابی و استقرار تسهیلات است. مطالعه پیرامون مکان یابی صنعتی از دیدگاه جغرافیدانان و علمای علم اقتصاد همواره دارای اهمیت و اولویت بوده است. مراکز صنعتی و کارخانجات برای تعیین مکان احداث کارخانه، استقرار تجهیزات و دپارتمان های خود در کارخانه، استقرار دفاترشان در سطح شهر، تعیین مراکز توزیع محصولات و … با چنین مسائلی سر و کار دارند. در واقع، تصمیمات مربوط به مکان یابی و استقرار، نه تنها درمسائل صنعتی، بلکه در مسائل گوناگونی در بخش های دولتی و خصوصی، اعم از صنعتی و غیر صنعتی ظاهر می شود. در بخش دولتی، تعیین مکان مراکز خدماتی، نظیر ایستگاه های پلیس راه، اورژانس، بیمارستان ها، ایستگاه های آتش نشانی و غیره، نیاز به اتخاذ چنین تصمیماتی دارد. لذا تصمیم گیری در مورد مکان یابی تسهیلات عمدتا از تصمیم گیری های بلند مدت و استراتژیک شرکت های بزرگ خصوصی و عمومی است و هزینه های بالای مربوط به جایابی و استقرار و راه اندازی تسهیلات، پروژه های مکان یابی را به سرمایه گذاری بلند مدت تبدیل کرده است.  لذا موفقیت یا شکست مراکز تسهیلاتی در هرکدام از بخش های دولتی و خصوصی، بستگی کامل به مکان های انتخابی برای آنها دارد. بدین ترتیب، اهمیت مسآله مکان یابی و استقرار تسهیلات و ضرورت پرداختن بدان بر همگان روشن است.

1-2- دسته بندی کلی مسائل برنامه ریزی تسهیلات

مسائل برنامه ریزی تسهیلات را به چهار دسته عمده مکان یابی، تخصیص و طراحی تقسیم می شود با ترکیب این مؤلفه ها مسائل مکان یابی-مسیریابی،مکان یابی-تخصیص به دست می آید. که در شکل (1-1) مشاهده می شود.

تخصیص

مکان یابی- تخصیص تسهیلات

مکان یابی

مکان یابی – مسیریابی تسهیلات

 

برنامه ریزی تسهیلات       مسیریابی

 

چیدمان تسیهلات

طراحی        جابه جایی مواد

طراحی ساختار

 

شکل 1- 1  دسته بندی کلی مسائل برنامه تسهیلات

1-3- دسته بندی مسائل برنامه ریزی تسهیلات کلاسیک

دسته بندی های کلاسیک مسائل مکان یابی عمدتا بر اساس موارد زیر بوده است:

مسأله مکان یابی تک وسیله/ چند وسیله

براساس خصوصیات وسایل جدید

مسأله مکان یابی با وسایل نقطه ای/ ناحیه ای

مسأله مکان یابی با وسایل ایستا/ پویا

براساس خصوصیات وسایل موجود

مسأله مکان یابی با وسایل با مکان قطعی/ احتمالی

مسأله مکان یابی با ارتباطات برون زا/درون زا

براساس نوع ارتباط وسایل موجود و جدید      مسأله مکان یابی با ارتباطات ایستا/ پویا

مسأله مکان یابی با ارتباطات قطعی/ احتمالی

مسأله مکان یابی روی خط/ صفحه

بر اساس فضای جواب        مسأله مکان یابی گسسته/ روی شبکه

مسأله مکان یابی با فضای مقید/ نامقید

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

کلستریدیوم لانگالی یک باکتری استوژن به شدت بی هوازی است که می تواند روی اجزای گاز سنتز یعنی CO و H2/CO2 رشد کرده و در دما و فشار محیطی آنها را به اتانول و استات تبدیل کند. در طی این فرایند باکتری مسیر متابولیکی پیچیده ای از خود نشان می دهد که هر دو فاز استوژنیک (تولید اسید) و سالونتوژنیک (تولید حلال) را شامل می شود. در فرایند رشد هتروترفیک این باکتری تاثیر سوبستراهای آلی مختلف (فروکتوز، گلوکز، اتانول و استات) روی آغاز شیفت متابولیکی به سمت فاز تولید الکل بررسی گردید. نتایج فرایند تخمیر ناپیوسته نشان داد که استفاده از فروکتوز به عنوان سوبسترای آلی منجر به تولید نسبت مولی یکسان از اتانول (1/27 میلی مول در لیتر) و استات (3/26 میلی مول در لیتر) شد. در فرایند رشد اتوتروفیک باکتری با گاز سنتز به منظور کم کردن پتانسیل کاهشی محیط کشت و تغییر مسیر جریان الکترونها به سمت فاز تولید الکل، محلولهای کاهنده متفاوت (سدیم سولفید و/ یا سیستئین اسیدی با غلظتهای مختلف) در pH های اولیه مختلف (8/6 یا 9/5) محیط کشت در بیوراکتورهای ناپیوسته استفاده شدند. بیشترین نسبت مولی تولید اتانول به استات (65/0) در محیط کشت حاوی 07/5 میلی مول در لیتر سیستئین اسیدی و در pH اولیه 9/5 حاصل گردید که این مساله احتمالا به حضور الکترونهای بیشتر در این محیط مربوط می شد. برای تعیین پارامترهای بیوکینتیکی مربوط به نرخ رشد، مصرف سوبسترا و تولید محصول فرایند تخمیر گاز سنتز در بیوراکتورهای ناپیوسته با فشارهای مختلف گاز سنتز انجام گرفت. برای توصیف کینتیک نرخ رشد باکتری روی اجزای گاز سنتز (CO و H2) یک مدل رشد کینتیکی بر اساس سوبسترای دوتایی با بهره گرفتن از مدل لانگ برای CO و مونود برای H2 بسط داده شد. این مدل همچنین می توانست اثرات بازدارندگی CO در فشارهای بالا را روی رشد سلولها پیش بینی کند. مدلهای کینتیکی ولترا، اندرو و گمپرتز اصلاح شده نیز برای توصیف رشد سلول، مصرف سوبسترا و تولید محصول استفاده شدند. فرایند پیوسته تخمیر گاز سنتز در بیوراکتور همزده دو لیتری انجام گرفت. تاثیر پارامترهای عملیاتی مختلف همچون نرخ رقیق سازی مایع، شدت جریان گاز سنتز به درون بیوراکتور و دور همزن روی عملکرد محیط کشت بررسی شد. بیشترین نرخ تولید ویژه (0048/0 مول بر گرم سلول بر ساعت)، بازده محصول (178/0 مول محصول به ازای هر مول سوبسترا) و نسبت مولی تولید اتانول به استات 73/0 (با 30 و 41 میلی مول در لیتر اتانول و استات) در نرخ رقیق سازی مایع 018/0 (بر ساعت)، شدت جریان گاز 12 (میلی لیتر بر دقیقه) و دور همزن 500 (rpm) حاصل گردید.

واژگان کلیدی

اتانول، استات، کلستریدیوم لانگالی، تخمیر گاز سنتز

فهرست مطالب

چکیده. ب‌

واژگان کلیدی.. ب‌

فهرست مطالب… ت‌

لیست جدول ها ذ‌

لیست شکل ها ز‌

لیست تصویرها ض‌

لیست علایم و اختصارات.. ط‌

1  فصل اول: مقدمه  1

1-1 مقدمه  1

1-2 سوختهای بیولوژیکی.. 2

1-3 روش های تولید سوختهای بیولوژیکی نسل دوم. 4

1-3-1                                                                                   فرایند تبدیل شیمیائی-حرارتی بیومس… 6

1-3-1-1 تبدیل به گاز کردن بیومس… 6

1-3-1-2 تخمیر گاز سنتز. 9

1-4 مزیتهای بیوکاتالیستها 10

1-5 تولید اتانول به عنوان سوخت بیولوژیکی.. 11

1-6 طرح مساله و ضرورت انجام پروژه 14

1-7 اهداف کلی پروژه 14

1-8 اهداف و چهارچوب پروژه 15

1-9 تقسیم بندی فصول پایان نامه. 17

2  فصل دوم: مروری بر متون علمی   19

2-1 مقدمه. 19

2-2 واکنش بیولوژیکی جابجائی آب-گاز 20

2-3 باکتریهای استوژنیک.. 29

2-3-1 کلستریدیوم لانگالی.. 34

2-4 مسیر متابولیکی استوژنها 36

2-5 عوامل موثر در تخمیر گاز سنتز. 42

2-5-1                                                                                                      تاثیر ترکیب محیط کشت.. 42

2-5-2 تاثیر منبع آلی.. 46

2-5-3 تاثیر pH محیط کشت.. 49

2-5-4 تاثیر عامل کاهنده 51

2-5-5 تاثیر عناصر جزئی.. 54

2-5-6                                                                                          اثرات بازدارندگی در محیط تخمیر. 56

2-5-7 محدودیتهای انتقال جرم. 58

2-5-8 تاثیر فشار سوبسترای گازی.. 64

 

3  فصل سوم: مواد مورد نیاز و روش کار 68

3-1 مقدمه. 68

3-2 باکتری کلستریدیوم لانگالی.. 69

3-3 محیط کشت باکتری لانگالی.. 70

3-3-1 ترکیبات محیط کشت مایع. 72

3-3-1-1 محلول عناصر جزئی.. 72

3-3-1-2 محلول ویتامین ولف.. 72

3-3-1-3 محلول عوامل کاهنده 73

3-4 روش تهیه محیط کشت مایع. 73

3-4-1 روش تهیه محیط کشت جامد. 75

3-5 نحوه تکثیر باکتری لانگالی.. 75

3-6 آزمایشهای ناپیوسته کشت لانگالی.. 79

3-6-1 رشد باکتری با سوبسترای آلی.. 79

3-6-1-1 تاثیر نوع سوبسترای آلی.. 79

3-6-1-2 تاثیر غلظت سوبسترای آلی.. 80

3-6-2 رشد باکتری با گاز سنتز. 81

3-6-2-1 تاثیر همزمان عوامل کاهنده و pH اولیه محیط کشت.. 81

3-6-2-2 تاثیر فشار اولیه گاز سنتز در بیوراکتورهای ناپیوسته. 83

3-7 آزمایشهای پیوسته تخمیر گاز سنتز. 84

3-7-1                                                                                                            تاثیر نرخ رقیق سازی.. 87

3-7-2 تاثیر شدت جریان گاز سنتز و دور همزن. 88

3-8 آنالیز نتایج   88

3-8-1 اندازه گیری دانسیته سلولی.. 88

3-8-2 آنالیز فروکتوز و گلوکز در محیط کشت.. 90

3-8-3 آنالیز نمونه های مایع برای اتانول و استات.. 93

3-8-4 آنالیز نمونه های گاز 94

3-9 مدلهای کینتیکی و روش به دست آوردن آنها 95

3-9-1 کینتیک رشد سلول. 95

3-9-2 محاسبات انتقال جرم. 98

3-9-2-1 انتقال جرم در سیستم ناپیوسته. 98

3-9-2-2 انتقال جرم در سیستم پیوسته. 100

3-9-3 نرخ واکنش… 102

4 فصل چهارم: نتایج آزمایشها و تحلیل داده ها 103

4-1 مقدمه. 103

4-2 تاثیر سوبسترای آلی.. 104

4-2-1 رشد سلول و مصرف سوبسترا 104

4-2-2 مسیر متابولیکی پیشنهاد شده برای لانگالی.. 108

4-2-3 تولید محصول. 111

4-2-4 تاثیر غلظت فروکتوز 115

4-2-4-1 رشد سلول. 115

4-2-4-2 تولید محصول. 118

4-3 تاثیر همزمان عوامل کاهنده و pH.. 122

4-3-1 رشد سلول. 123

4-3-2 مصرف سوبسترای گازی.. 125

4-3-3 تولید اتانول و استات.. 129

4-3-4 بازده محصول. 133

4-4 مطالعات کینتیکی.. 135

4-4-1 کینتیک رشد سلول. 136

4-4-2 کینتیک مصرف سوبسترای گازی.. 145

4-4-3                                                       بررسی کینتیک نرخ مصرف سوبسترای گازی و انتقال جرم. 147

4-4-4 کینتیک مصرف سوبسترا 152

4-5 آزمایشهای پیوسته تخمیر گاز سنتز در بیوراکتور 154

4-5-1 تاثیر نرخ رقیق سازی.. 154

4-5-1-1 دانسیته سلولی و pH محیط کشت.. 155

4-5-1-2 مصرف سوبسترای گازی.. 157

4-5-1-3 تولید محصول. 158

4-5-2 تاثیر شدت جریان گاز و دور همزن. 159

4-5-2-1 مصرف سوبسترای گازی.. 160

4-5-2-2 تولید محصول. 162

4-5-2-3 ضریب انتقال جرم در بیوراکتور 163

4-5-2-4 بازده محصول. 169

5 فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات   172

5-1 نتیجه گیری از آزمایشها 172

5-2 ارائه پیشنهادات برای طرحهای آتی.. 175

پیوست الف… 177

پیوست ب.. 181

6 مراجع. 187

Abstract. 194

لیست جدول ها

جدول ‏2‑1: میکروبهای مختلف برای تخمیر سوبسترای گازی به سوختهای بیولوژیکی.. 21

جدول ‏2‑2 : تولید هیدروژن با بهره گرفتن از باکتریهای هیدروژنوژنیک.. 26

جدول ‏2‑3 : تولید سوختهای بیولوژیکی با بهره گرفتن از باکتریهای استوژنیک.. 30

جدول ‏3‑1: ترکیبات شیمیائی و بیوشیمیائی مورد استفاده در محیط کشت باکتری لانگالی.. 71

جدول ‏3‑2: محیطهای کشت مختلف برای بررسی تاثیر همزمان عوامل کاهنده و pH محیط کشت.. 83

جدول ‏4‑1: بازده مصرف سوبسترا، رشد سلول و تولید محصول در باکتری لانگالی رشد داده شده با سوبستراهای آلی مختلف    114

جدول ‏4‑2: پارامترهای کینتیکی بر اساس مدل ولترا برای رشد لانگالی با غلظتهای مختلف فروکتوز 117

جدول ‏4‑3: بازده مصرف سوبسترا، رشد سلول و تولید محصول در باکتری لانگالی رشد داده شده با غلظتهای مختلف فروکتوز  121

جدول ‏4‑4: پارامترهای مربوط به بازده در فرایند تخمیر گاز سنتز توسط باکتری لانگالی با عوامل کاهنده و pH اولیه مختلف محیط کشت.. 135

جدول ‏4‑5: پارامترهای کینتیکی به دست آمده بر اساس مدل ولترا برای رشد سلول لانگالی روی گاز سنتز. 137

جدول ‏4‑6: مدلهای کینتیکی مختلف بر اساس سوبسترای تکی برای ارائه مدل رشد با سوبسترای دوتایی.. 141

جدول ‏4‑7 : مدلهای رشد بسط داده شده بر اساس سوبسترای دوتایی برای توصیف کینتیک رشد لانگالی روی CO و H2، پارامترهای کینتیکی و SSD.. 145

جدول ‏4‑8: ضرایب انتقال جرم محاسبه شده در فشارهای مختلف در بیوراکتور ناپیوسته. 149

جدول ‏4‑9: پارامترهای بیوکینتیکی محاسبه شده از مدل گمپرتز اصلاح شده برای تولید محصول. 154

جدول ‏4‑10: روابط تجربی برای پیش بینی ضریب انتقال جرم حجمی به شکل معادله (4-29) 165

جدول ‏4‑11: ضرایب انتقال جرم H2 و CO محاسبه شده و نرخ واکنش در دورهای مختلف همزن بیوراکتور.. 168

جدول ‏4‑12: پارامترهای مربوط به بازده در فرایند تخمیر پیوسته گاز سنتز توسط باکتری لانگالی در شدت جریانهای گاز مختلف و دور همزن متفاوت.. 171

جدول ب-1: ضرایب انتقال جرم محاسبه شده و تجربی برای CO در دورهای مختلف همزن……………………190

 

لیست شکل ها

شکل ‏1‑1: نمایی کلی از مواد اولیه مناسب برای تولید سوختهای بیولوژیکی نسل دوم. 4

شکل ‏1‑2: شمایی از فرایند تبدیل به گاز کردن بیومس همراه با فرایند تخمیر گاز سنتز برای تولید سوختهای بیولوژیکی   8

شکل ‏1‑3 : تولید جهانی اتانول بیولوژیکی در سالهای 2008-2000. 12

شکل ‏2‑1: میکروگراف TEM باکتری کلستریدیوم لانگالی.. 34

شکل ‏2‑2:  مسیر متابولیکی استیل-کو آنزیم A برای باکتریهای استوژنیک.. 38

شکل ‏3‑1: نمایی شماتیک از سیستم پیوسته در فرایند تخمیر گاز سنتز. 84

شکل ‏3‑2: منحنی کالیبراسیون برای محاسبه دانسیته سلولی باکتری لانگالی.. 90

شکل ‏3‑3: منحنی کالیبراسیون برای فروکتوز 92

شکل ‏3‑4 : منحنی کالیبراسیون برای گلوکز. 92

شکل ‏4‑1: دانسیته سلولی، مصرف سوبسترا و تولید محصول در لانگالی رشد داده شده با فروکتوز 105

شکل ‏4‑2: دانسیته سلولی، مصرف سوبسترا و تولید محصول در لانگالی رشد داده شده با گلوکز. 105

شکل ‏4‑3: دانسیته سلولی، مصرف سوبسترا و تولید محصول در لانگالی رشد داده شده با اتانول. 106

شکل ‏4‑4: دانسیته سلولی، مصرف سوبسترا و تولید محصول در لانگالی رشد داده شده با استات.. 107

شکل ‏4‑5: مسیر متابولیکی پیشنهاد شده برای رشد هتروتروفیک باکتری لانگالی و تولید محصول. 109

شکل ‏4‑6: استفاده از مدل ولترا برای توصیف رشد سلول در غلظتهای مختلف فروکتوز 116

شکل ‏4‑7: تولید استات در محیط کشت توسط باکتری لانگالی در غلظتهای مختلف فروکتوز 119

شکل ‏4‑8: تولید اتانول در محیط کشت توسط باکتری لانگالی در غلظتهای مختلف فروکتوز 120

شکل ‏4‑9: نسبت تولید اتانول به استات در باکتری لانگالی با بهره گرفتن از غلظتهای مختلف فروکتوز 122

شکل ‏4‑10: منحنی رشد سلول باکتری لانگالی با عوامل کاهنده مختلف در pH اولیه (الف) 8/6 و (ب) 9/5. 124

شکل ‏4‑11: مصرف سوبسترای گازی (الف) H2 و (ب) CO توسط باکتری لانگالی با عوامل کاهنده مختلف در pH اولیه 8/6   126

شکل ‏4‑12: مصرف سوبسترای گازی (الف) H2 و (ب) CO توسط باکتری لانگالی با عوامل کاهنده مختلف در pH اولیه 9/5   127

شکل ‏4‑13: تولید اتانول توسط باکتری لانگالی با عوامل کاهنده مختلف در pH اولیه (الف) 8/6 و (ب) 9/5. 130

شکل ‏4‑14: تولید استات توسط باکتری لانگالی با عوامل کاهنده مختلف در pH اولیه (الف) 8/6 و (ب) 9/5. 131

شکل ‏4‑15: رابطه استوکیومتری (4-13) برای تولید اتانول و استات از H2 و CO.. 134

شکل ‏4‑16: استفاده از مدل ولترا برای توصیف پروفایل رشد سلولی در فشارهای مختلف گاز 136

شکل ‏4‑17: رشد سلول به صورت تابعی از H2 و CO مصرف شده در فشار اولیه 0/1 اتمسفر. 139

شکل ‏4‑18: تعیین نرخ رشد ویژه لانگالی روی گاز سنتز در فشار 0/1 اتمسفر. 143

شکل ‏4‑19: نرخ رشد ویژه پیش بینی شده از معادله (4-20) که با یافته های آزمایشگاهی تطابق داده شد. 144

شکل ‏4‑20: تغییرات فشار جزئی CO اندازه گیری شده در فاز گاز (شکل داخلی) و فشار محاسبه شده CO در فاز مایع در فشارهای مختلف در بیوراکتور ناپیوسته. 147

شکل ‏4‑21: تغییرات فشار CO در فاز گاز و مایع در طول فرایند تخمیر در فشار 0/1 اتمسفر بیوراکتور 150

شکل ‏4‑22: مدل خطی و درجه دوم اندرو برای مصرف CO توسط باکتری لانگالی در فشارهای مختلف.. 151

شکل ‏4‑23: مدل گمپرتز اصلاح شده برای تولید الف) اتانول و ب) استات در فشارهای مختلف گاز سنتز توسط لانگالی   153

شکل ‏4‑24: رشد سلولی و تغییرات pH در محیط کشت پیوسته لانگالی با نرخهای رقیق سازی مختلف با شدت جریان گاز 0/8 میلی لیتر در دقیقه و دور همزن 500 (rpm) 156

شکل ‏4‑25: مصرف H2 و CO در محیط کشت پیوسته لانگالی با نرخهای رقیق سازی مختلف در شدت جریان گاز 0/8 میلی لیتر در دقیقه و دور همزن 500 (rpm) 157

شکل ‏4‑26: تولید اتانول و استات در محیط کشت پیوسته لانگالی با نرخهای رقیق سازی مختلف در شدت جریان گاز 0/8 میلی لیتر در دقیقه و دور همزن 500 (rpm) 159

شکل ‏4‑27: مصرف H2 و CO در محیط کشت پیوسته لانگالی با شدت جریانهای مختلف گاز سنتز و دورهای متفاوت همزن با نرخ رقیق سازی 018/0 بر ساعت.. 161

شکل ‏4‑28: تاثیر شدت جریان گاز روی میزان تبدیل CO در دورهای مختلف همزن. 161

شکل ‏4‑29: تاثیر دور همزن روی میزان تبدیل CO در شدت جریانهای مختلف گاز سنتز. 162

شکل ‏4‑30: تولید اتانول و استات در محیط کشت پیوسته لانگالی با شدت جریانهای مختلف گاز سنتز و دورهای متفاوت همزن با نرخ رقیق سازی 018/0 بر ساعت.. 163

شکل ‏4‑31: ضرایب انتقال جرم در بیوراکتور در شرایط پایدار برای CO.. 167

شکل ‏4‑32: ضرایب انتقال جرم در بیوراکتور در شرایط پایدار برای H2 167

شکل ‏4‑33: رابطه استوکیومتری (4-13) برای تعیین بازده اتانول و استات تولید شده از H2 و CO در فرایند تخمیر پیوسته گاز سنتز توسط لانگالی برای شدت جریانهای گاز 170

شکل الف-1: مونوگرام GC مربوط به گاز استاندارد حاوی 30% CO، 30% H2، 30% CO2 و 10% Ar…………182

شکل الف-2: مونوگرام GC مربوط به گاز سنتز مصرف شده در سرم باتل………………………………………………182

شکل الف-3: مونوگرام GC مربوط به گاز سنتز خروجی از بیوراکتور…………………………………………………….183

شکل الف-4: مونوگرام GC محلول استاندارد مایع حاوی 0/1 گرم بر لیتر اتانول، استون و استات همراه با

2-پنتانون به عنوان استاندارد……………………………………………………………………………………………………….183

شکل الف-5: مونوگرام GC مربوط به محصولات آزمایش ناپیوسته در سرم باتل همراه با 2-پنتانون به عنوان استاندارد……………………………………………………………………………………………………………………….184

شکل الف-6: مونوگرام GC مربوط به محصولات آزمایش پیوسته در بیوراکتور همراه با 2-پنتانون به عنوان استاندارد……………………………………………………………………………………………………………………….184

شکل ب-1: ترسیم رابطه خطی (ب-4) برای یافته های آزمایشگاهی در شدت جریانهای مختلف گاز…………..189

 

لیست تصویرها

تصویر ‏3‑1: آمپول حاوی باکتری کلستریدیوم لانگالی ATCC 55383. 69

تصویر ‏3‑2: نحوه وارد کردن گاز به داخل سرم باتل. 74

تصویر ‏3‑3: محفظه بی هوازی همراه با کپسول نیتروژن برای ایجاد شرایط بی هوازی.. 76

تصویر ‏3‑4: باکتری لانگالی رشد داده شده روی پلیت آگار 78

تصویر ‏3‑5: باکتری رشد کرده در محیط کشت مایع (سرم باتل سمت راست) و محیط کشت تازه بدون باکتری (سرم باتل سمت چپ) 78

تصویر ‏3‑6: محیط کشت استریل همراه با تدلار بگ و جریان ورودی به بیوراکتور 86

تصویر ‏3‑7: نمایی از سیسستم پیوسته در فرایند تخمیر گاز سنتز توسط باکتری لانگالی.. 87

لیست علایم و اختصارات

 

تا حدود زیادی منطبق راهبردها نیز هستند.

با عنایت به نتایج فوق، وجود پیوند پایدار و نظام‌مند و همکاری دراز مدت و مستمر بین دو طرف مستلزم برنامه‌ریزی راهبردی مبتنی بر همکاری کلیه ذینفعان است. از این طریق است که در محیط متلاطم و دائماً در حال تغییر کنونی مزیت رقابتی پایدار برای دانشگاه و صنعت فراهم می‌گردد. بی‌تردید فقدان چشم انداز و تفکر راهبردی در برنامه ریزی برای همکاری دانشگاه و صنعت آن را از توانمندی خود باز می‌دارد و به جای استفاده از فرصت، فرصتها را به مسئله تبدیل می‌کند.

واژه های کلیدی: ارتباط دانشگاه و صنعت، صنعت ورزش، دانشکده تربیت بدنی و بخش خدمات ورزش

 

عنوان                                                                                                                           صفحه

فصل اول:طرح پژوهش

1.1مقدمه. 1

2.1بیان مسأله. 3

3.1ضرورت و اهمیت پژوهش… 10

4.1  اهداف پژوهش… 14

الف) هدف کلی. 14

ب) اهداف اختصاصی. 14

5.1سوالات پژوهش… 15

الف) سوال کلی. 15

ب) سوالات  اختصاصی. 15

6.1محدودیت های پژوهش… 15

الف – محدودیت های در کنترل پژوهشگر 15

ب- محدودیت های خارج از کنترل پژوهشگر 16

7.1پیش فرض های پژوهش… 16

8.1تعریف واژه‌ها و اصطلاحات.. 16

فصل دوم :مبانی نظری و پیشینه پژوهش

مبانی نظری.. 22

1.2صنعت.. 22

2.2صنعت ورزش… 23

3.2دانشگاه                                                                                                                                       

4.2 دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی. 25

5.2 ماهیت رشته تربیت بدنی و علوم ورزشی. 25

6.2 ارتباط و همکاری صنعت با دانشگاه 29

7.2 تاریخچه ارتباط صنعت و دانشگاه 30

1.7.2  الف) تاریخچه ارتباط صنعت و دانشگاه در چند کشور منتخب.. 30

2.7.2 ب) تاریخچه ارتباط صنعت و دانشگاه در ایران. 33

2-8 اهداف ارتباط دانشگاه و صنعت در کشورهای مورد مطالعه. 35

9.2 انواع ارتباطات (تعاملات) صنعت با دانشگاه 36

10.2 طرح های ارتباط صنعت با دانشگاه 38

2-11 مولفه های ارتباط صنعت با دانشگاه 40

2-11-1 مراکز رشد(انکوباتور) 40

2-11-1-1 انواع انکوباتور 40

2-11-2 پارکهای علمی و فناوری.. 41

2-11-3 شرکت های دانش بنیان. 42

2-11-3-1 انواع شرکت‌های دانش‌بنیان. 42

2-11-3-2 اهداف شرکت‌های دانش‌بنیان. 42

2-11-4 دفاتر تحقیق و توسعه (دفاتر ارتباط با صنعت) 43

2-11-5 کارآفرینی. 44

2-11-6 کارآموزی.. 45

2-11-7 تفاهم نامه های همکاری مشترک.. 46

2-11-8 اسپین-آف.. 47

2-12 وضعیت تحقیق و توسعه در بخش ورزش کشور 48

2-12-1 سازمان‌های پژوهشی ورزشی. 49

2-12-2 منابع انسانی پژوهشی ورزش… 49

2-12-3 منابع مالی پژوهشی. 51

2-12-4 مقالات علمی ورزشی. 51

2-12-5 کمیت پژوهش های ورزشی. 52

2-13 نهادهای متولی پژوهش در علوم ورزشی کشور 52

2-13-1 دفتر ملی مدیریت و توسعه ورزش کشور 52

2-13-2 پژوهشگاه تربیت بدنی و علوم ورزشی. 54

2-13-3 دفتر تحقیقات و توسعه تربیت بدنی وزارت آموزش و پرورش… 55

2-13-4 کمیته ملی المپیک… 56

2-14 پیشینه تحقیقات.. 58

2-15 جمع بندی.. 65

فصل سوم:روش شناسی پژوهش

3-1روش پژوهش… 69

3-2روند کلی اجرای پژوهش… 71

3-3 چرا از روش پژوهش‌ کیفی برای تحقیق حاضر استفاده گردید؟. 71

3-4 جامعه و نمونه آماری.. 74

 

3-5 ابزار و روش جمع آوری داده ها 76

3-6 روایی و پایایی. 76

3-7 روش تجزیه و تحلیل و چگونگی ثبت داده‌ها 79

3-8 کدگذاری باز، محوری و انتخابی. 79

فصل چهارم: یافته های پژوهش

1.4 بخش اول (آمار  توصیفی مشارکت کنندگان) 83

2.4 بخش دوم (نتایج مصاحبه مشارکت کنندگان) 85

نتایج کد گذاری باز 85

نتایج کد گذاری محوری.. 89

شرایط علی. 89

شرایط زمینه ای.. 90

شرایط مداخله گر. 94

راهبردها 96

پیامدها 101

کد گذاری انتخابی. 104

فصل پنجم: خلاصه، بحث و نتیجه گیری و پیشنهادات پژوهش

1.5 خلاصه پژوهش… 109

2.5 نتایج تحقیق. 111

3.5 بحث و نتیجه گیری.. 112

4.5 نتیجه گیری نهایی. 147

5.5 پیشنهادات کاربردی.. 153

6.5 پیشنهادات پژوهشی. 157

منابع و ماخذ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

فصل اول

 

 

مقدمه
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 

 

 

1.1مقدمه
امروزه میزان سرمایه گذاری[1] در امر پژوهش، مهمترین شاخص­ توسعه یافتگی جوامع برای رسیدن به جامعه­ دانایی محور است. پژوهش[2]، خلاقیت و نوآوری اساسی ترین نیاز یک جامعه برای رسیدن به پیشرفت، توسعه، رفاه اجتماعی و استقلال واقعی می­باشد. از نظر حیات اجتماعی نیز پژوهش راهی برای بوجود آوردن فناوری، توسعه، پیشرفت و افزایش توان تولید کشورها است (رضانیا، 1384؛ معروفی، 1387). از طرفی، دانشگاه سازمانی است که با تولید فکر، دانش و راهکارها به بهینه سازی صنعت[3] مبادرت می ورزد،  به طوری که دانشگاه و صنعت شاخص ترین مبانی توسعه هر کشور محسوب می شوند به گونه ای که ارتباط مستحکم این دو نهاد، ارمغان آور توسعه پایدار خواهد بود (حمیدی زاده، 1386). در سایه چنین ارتباطی توسعه علمی در مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی، توسعه فناوری در صنایع به طور همزمان اتفاق می افتد. گذشته از این، نقش مهم دیگر مراکز تحقیقاتی و دانشگاه ها بر اساس ماده 45 قانون برنامه چهارم توسعه کشور ایجاد علم و فناوری با نگاه و هدف گسترش بازار محصولات دانایی محور و دانش بنیان است. این مهم در قالب تجاری سازی و کاربردی نمودن دستاوردهای پژوهشی و نوآوریها ممکن می گردد (گزارش ملی آموزش عالی ایران، 1390). از این رو همکاری موثر دانشگاه و صنعت در گشودن این راه و نهادینه کردن آن مداخله آگاهانه و هوشمندانه دولت است. این مداخله باید در جهت بهبود وضع نهادهای سیاستگذار مثل دفاتر ارتباط با صنعت و دانشگاه، انجمن های علمی پژوهشی کمیسیون های ستادی دولت، برنامه ریزان، مجلس شورای اسلامی  و سایر نهادهای واسط باشد (شفیعی،1388).

ارتباط دانشگاه و صنعت از سابقه طولانی به ویژه در کشورهای توسعه یافته برخوردار است. در مطالعه‌ی انجام شده توسط هالسی[4] (1995) اشاره شده است که بریتانیا بیش از سایر مناطق در جهان نسبت به‌برقراری ارتباط بین دانشگاه و صنعت ازخود تمایل و جدیت نشان‌داده است. هالسی علت پیشگامی بریتانیا در این زمینه را انقلاب صنعتی می‌داند که از نیمه دوم قرن هیجدهم ابتدا از انگلستان آغاز و در زمانی کوتاه به فرانسه، و بلژیک سپس به آلمان و آمریکا گسترش یافت و در اواخر قرن 19 و اوایل قرن 20 با فراهم آوردن رقابت صنعتی بین کشورها وصنایع داخلی به ایجاد دانشگاه های فعال در ارتباط با نیاز به وجود آمده، منجر شد. بدین منظور دانشکده های تربیت بدنی  وعلوم ورزشی کشور به عنوان مراکز آموزشی، علمی و پژوهشی در حیطه ورزش و تربیت بدنی و با هدف توسعه و گسترش پژوهش در این حیطه و به منظور کمک به پیشرفت ورزش کشور،  فعالیت می نماید. از این رو تعامل، همکاری و ارتباط علمی این مراکز با بخش های صنعتی مختلف و مرتبط با ورزش نظیر نهادها و سازمان های ورزشی، مراکز و موسسات آموزشی و پژوهشی، مراکز تولیدی و صنعتی مرتبط با ورزش و همچنین نهادهای ورزشی و پژوهشی بین المللی، رسالت بزرگی برای آنها محسوب می شود.  با توجه به مطالعات انجام شده در کشور، به دلیل نبود یک نظام جامع در دستگاه های دولتی و ضعف­های زیادی که در برقراری رابطه بین دانشگاه و صنعت وجود داشته است، برنامه ­ریزی از ابتدا و تجدید ساختار، ضروری می­باشد. با این حال ارتباط بخش صنعت خدمات ورزش[5] با دانشگاه ها می ­تواند موضوع جدیدی باشد که کمتر مورد توجه قرار گرفته است و با توجه به این موضوع که پیشرفت هر جامعه ای به گونه ای در گرو پیشرفت دانشگاه ها و صنایع خدماتی و تولیدی آن جامعه می باشد و نیز با توجه به اهمیت صنعت ورزش که در حال حاضر یکی از صنایع برتر جهانی بشمار می رود و اقتصاد بسیاری از کشورها بر پایه آن می­چرخد.

 

 

 2.1بیان مسأله
امروزه سرمایه‌های فکری بیش از هر زمان دیگر به عنوان اصلی ترین سرمایه در هر کشور شناخته می‌شوند. این دارایی‌ها در قالب سرمایه انسانی[6]، سرمایه اجتماعی [7]و سرمایه سازمانی [8]خود را آشکار می‌سازند. سرمایه انسانی مبین انباشت دانش، توانایی، مهارت و شایستگی‌های خاص در اشخاص است (کوته[9]، 2001). از این رو واضح است که تعلیم و تربیت به ویژه آموزش عالی از نقش تعیین کننده در تولید این گونه سرمایه‌ها بــرخـوردار اسـت؛ زیرا تـولید علم وتربیت افراد از جمله کارکرد‌های اساسی آموزش عالی و دانشگاه ها است (من کیو[10]، 1992). سرمایه اجتماعی از این جهت از اهمیت برخوردار است که اولا حل مسائل اجتماعی را به صورت جمعی میسر می‌سازد و ثانیا وجود اعتماد و همکاری مبتنی بر آگاهی، هزینه مبادلات را بر اساس نظریه مبادله [11] به حداقل می‌رساند (جونز[12]، 1998). زیرا همکاری موجب جلوگیری از هدر رفتن انرژی، زمان و هزینه می‌گردد.

با پذیرش این موضوع که جامعه امروز، جامعه سازمانهاست (پیتر هس[13]، 1996)، سرمایه سازمانی از جمله اشکال دیگر سرمایه فکری محسوب شده و نشان دهنده ذخیره بلند مدت سرمایه انسانی و اجتماعی در داخل نظامهای اجتماعی یا سازمانها هستند و در بهترین شکل تحت عنوان سازمانهای یادگیرنده تبلور می‌یابند (ساندرا و بلیک الیسا[14]، 2002). از جمله ویژگیهای سازمانهای یادگیرنده وجود حساسیت زیاد آنها به محیط و برقراری ارتباط سازنده با آن است (سنگه[15]، 1999). دانشگاه ها نیز به عنوان مراکز یادگیری می‌بایست از پیشگامی در این راستا برخوردار باشند. از این رو توفیق در این زمینه ها در صورتی محقق می شود که ساختار آموزشی و پژوهشی به صورتی منسجم و همراه با سیاست ها و استراتژی های مشخص ایجاد و تقویت شود.

در این راستا،  نظام آموزش و پژوهش در تربیت بدنی و علوم ورزشی نیز از این موضوع مستثنی نیست. نگاهی اجمالی به کشورهای توسعه یافته در زمینه ورزش، گویای سرمایه گذاری و برنامه ریزی های دقیق آنان در زمینه آموزش و پژوهش این حوزه است. کشورهایی همچون استرالیا، ایالات متحده آمریکا، انگلستان، کانادا و نیوزلند با تدوین برنامه های راهبردی در حوزه علوم ورزشی به رشد و توسعه انواع ورزش های همگانی و قهرمانی خود کمک شایانی کرده اند (علیزاده و الهی، 1387)، بطوریکه هدف عمده ایجاد دانشگاه های کشورهای فوق، ضمن تربیت نیروی کار، فراهم کردن زمینه همکاری مشترک بین صنعت و دانشگاه، ارتقاء سطح علمی و فراهم ساختن زمینه برای توسعه اقتصاد و صنعت در سطح محلی و منطقه‌ای به عنوان رسالت ویژه این دانشگاه ها بود. همچنین تاکید بر تربیت نیروی کار مورد نیاز صنایع به تدریج به شکل‌دهی موسسات آموزش عالی تحت عنوان “پلی تکنیک‌ها[16]” منجر گردید و ارتباط بین دانشگاه و صنعت را بیشتر معنی بخشید(شفیعی،1388).

بر این اساس پای‌کز، بیورلی و کواتر من[17] (1998) صنعت ورزش[18] را دارای فرصت های بسیار برای مدیران ورزش معرفی کرد و وجود شناخت و درک تنوع خیره کننده فرصت ها در صنعت ورزش را برای مدیران ورزش مهم دانستند. آنها صنعت ورزش را به سه بخش اجرایی (خدماتی)، تولیدی و ترویج تعریف می کنند. در بخش اجرا مخاطب امور ورزشی هستند، در بخش تولیدی مخاطبان فراورده های تجهیزاتی و تولیدی در اجرا معرفی می شوند و در نهایت در بخش ترویج[19]، جامعه مخاطب را رسانه ها، تبلیغات و تصدیق شامل می شود. از این رو آنچه که به عنوان ورود دانشگاه و بخش آکادمیک ورزش کشور در صنعت ورزش باید مورد توجه قرار گیرد، شناسایی بخش اول صنعت یعنی بعد اجرایی و یا خدماتی بودن ارائه ورزش هستند که بیش از هر بخش نیازمند دانش علمی و بهره گیری از دانش دانشگاهیان می باشند.

لذا بدنبال احساس نیاز به پژوهش برای توسعه خدماتی صنعت ورزش کشور، دانشکده های تربیت بدنی و علوم ورزشی با بهره گیری از نیروی کارآمد و شایسته می بایست از نتایج پژوهش و تحقیقات اساتید، صاحبنظران و پژوهشگران خود در جهت رشد و توسعه توان علمی و ترویج صنعت ورزش از جمله سلامت، تندرستی و گسترش ورزش قهرمانی کوشا باشند. از آنجا که  نیازسنجی[20] و درصدد برآمدن در جهت رفع تقاضا جوامع هدف از جمله نقش های بازاریابی محصوب می شود، بر این اساس، به نظر می رسد بهره گیری از علم نوین بازاریابی ورزشی[21] راه گشای مفیدی در شناسایی راه های ورود به صنعت ورزش باشد. بی شک بازاریابی با فراهم آوردن بستر لازم، دانشگاه ها را در برخورد با چالشهای موجود در محیط توانمند می‌سازند و از این جهت با بحث حاضر یعنی ارتباط دانشگاه با صنعت از همسویی برخوردارند. از آنجا که کانون توجه نظریه بازاریابی به ‌مفهوم مراوده یا مبادله [22] معطوف می‌باشد پس در صورتی صنعت اصطلاحا از مزیت بازاریابی[23]  بهره می برد که عرضه کننده یک کالا یا یک خدمت برای چیزی که عرضه می‌کند، متقاضی داشته باشد. از این رو اگر درک درستی از نیاز بازار وجود نداشته باشد ، مزیتی نیز وجود نخواهد داشت (کاتلر، 1388).

[1] Investment

[2] Research

[3] Industry

[4] Halssi

[5]. Service sector of  the sport industry

[6]– Human Capital

[7]– Social Capital

[8]– Organizational Capital

   می‌دهد که کاربرد حوضچه آرامش با شیب کف منفی و زبری سطح می‌تواند سهم بسزایی در کاهش هزینه‌های اجرایی در احداث حوضچه‌های آرامش همراه داشته باشد. در صورتیکه از روابط کلاسیک ممنتوم برای تخمین اثر زبری روی عمق ثانویه پرش و افت پرش استفاده شود، می توان تا دقت %95 به این روابط اعتماد نمود.

 

 

 

فهرست مطالب

 

 

عنوان                                                                                                     صفحه

 

فصل اول: مقدمه

1-1-کلیات………………………………………………………………………………………………………………………………… 2

1-2- جریان متغیر سریع………………………………………………………………………………………………………….. 3

1-3- پرش هیدرولیکی……………………………………………………………………………………………………………… 4

1-4- طول پرش هیدرولیکی…………………………………………………………………………………………………….. 4

1-5- ترسیم موقعیت پرش هیدرولیکی……………………………………………………………………………………. 5

1-6-کاربرد پرش هیدرولیکی …………………………………………………………………………………………………… 5

1-7- تقسیم‌بندی پرش هیدرولیکی ………………………………………………………………………………………… 6

1-7-1- تقسیم‌بندی پرش هیدرولیکی کلاسیک……………………………………………………………….. 6

1-7-2- تقسیم‌بندی پرشبر روی سطوح شیبدار………………………………………………………………… 8

1-8- حوضچه آرامش ………………………………………………………………………………………………………………. 9

1-9- اهداف تحقیق …………………………………………………………………………………………………………………. 9

 

فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده

2-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………12

2-2- تاریخچه تحقیقات پرش هیدرولیکی روی سطوح کلاسیک…………………………………………..12

2-2-1- خصوصیات پرش هیدرولیکی کلاسیک………………………………………………………………..13

2-2-2- کانال های غیر مستطیلی …………………………………………………………………………………….16

2-3- جهش آبی در مجاری شیبدار ………………………………………………………………………………………..18

2-3-1- تاریخچه تحقیقات پرش هیدرولیکی روی سطوح شیبدار……………………………………18

2-4- تحقیقات انجام شده بر روی بستر‌های زبر……………………………………………………………………..22

2-5- تحقیقات انجام شده بر روی دیواره‌های همگرا……………………………………………………………….30

 

فصل سوم: مواد و روش‌ها

3-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………34

3-2- معرفی تجهیزات موجود در آزمایشگاه…………………………………………………………………………….34

3-3- طراحی دریچه و حوضچه آرامش با شیب کف منفی و زبری…………………………………………35

3-4- ساخت مدل……………………………………………………………………………………………………………………..37

3-4-1- تغییر شیب کف کانال در حوضچه آرامش……………………………………………………………37

3-4-2- تغییرات زبری در حوضچه آرامش………………………………………………………………………..37

3-5- روش   آزمایش…………………………………………………………………………………………………………………..37

3- 6- وسایل و روش اندازه‌گیری……………………………………………………………………………………………..38

3- 6-1- اندازه‌گیری دبی جریان………………………………………………………………………………………..38

3- 6-2-اندازه‌گیری عمق جریان………………………………………………………………………………………..38

3-6-3- اندازه‌گیری طول پرش هیدرولیکی……………………………………………………………………….39

3-6-4- پروفیل سطح آب…………………………………………………………………………………………………..39

3-6-5- اندازه‌گیری سرعت جریان……………………………………………………………………………………..40

3-6-6- تثبیت پرش……………………………………………………………………………………………………………40

3-7- روش تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………….40

 

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………44

4-1-1- بررسی عمق مزدوج پرش هیدرولیکی………………………………………………………………….44

4-1-2- بررسی طول پرش هیدرولیکی………………………………………………………………………………56

4-1-3- بررسی طول غلتاب پرش هیدرولیکی………………………………………………………………….68

4-1-4- پروفیل‌های عمقی و قائم سرعت…………………………………………………………………………..79

4-1-5- پروفیل سطح آب………………………………………………………………………………………………..110

4-1-6- تغییرات افت نسبی انرژی پرش………………………………………………………………………….126

4-1-7- تنش برشی بستر…………………………………………………………………………………………………130

4-1-8- ضریب کاهش نسبت اعماق مزدوج…………………………………………………………………….134

4-1-9- ضریب تصحیح اندازه حرکتβو انرژی جنبشیα……………………………………………….134

4-1-10- تعیین ضریب دریچه………………………………………………………………………………………..137

4-1-11- تعیین سرعت اولیه جریان……………………………………………………………………………….138

4-1-12- مقایسه بین روابط آزمایشگاهی و تئوری ………………………………………………………..139

4-1-13- نمونه کاربردی برای کاهش طول پرش هیدرولیکی ………………………………………141

 

فصل پنجم: نتیجه‌گیری

5-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………144

5-2- نتیجه‌گیری……………………………………………………………………………………………………………………144

5-3- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………….146

 

منابع

پیوست

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جدول‌ها

 

 

عنوان و شماره                                                                                         صفحه

جدول2-1- مقادیرμ برای شیب‌های مختلف در رابطه (2-23)………………………………………………21

جدول 4-1- مقادیر رینولدز بدست آمده در این پژوهش………………………………………………………..45

جدول 4-2- مقادیر طول نسبی پرش در بستر بدون زبری……………………………………………………..58

جدول 4-3- مقادیر طول نسبی پرش در بستر با زبری mm 1………………………………………………60

جدول 4-4- مقادیر طول نسبی پرش در بستر با زبری mm 4……………………………………………….62

جدول 4-5- مقادیر طول نسبی پرش در بستر با زبری mm 10…………………………………………….65

جدول4-6- درصد کاهش طول پرش و غلتاب برای انواع زبری و شیب منفی………………………..79

جدول4-7- مقادیر لازم برای محاسبهβوα…………………………………………………………………………….135

جدول4-8- مقادیر محاسبه شده βوα……………………………………………………………………………………135

جدول 4-9- مقادیر اندازه‌گیری شده برای محاسبه CV………………………………………………………..138

جدول 4-10- داده‌های اندازه‌گیری شده برای کالیبره کردن پیتوت……………………………………139

جدول 4-11- داده های بدست آمده برای محاسبه D2 براساس روابط تئوری …………………..141

جدول 4-12- مقاسیه داده های آزمایشگاهی و تئوری ……………………………………………………….141

جدول4-13- مقادیر طول پرش هیدرولیکی در معادله های مختلف …………………………………..142

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل‌ها

 

 

عنوان                                                                                                     صفحه

شکل1-1- شماتیک پرش هیدرولیکی در سطح بدون زبری در …………………..7

شکل2-1- شماتیک پرش هیدرولیکیدر سطح بدون زبری در …………………….7

شکل3-1-شماتیک پرش هیدرولیکی در سطح بدون زبری در ……………………..7

شکل4-1-شماتیک پرش هیدرولیکی در سطح بدون زبری در …………………………………8

شکل1-3- پلان و مقطع طولی فلوم آزمایشگاهی همراه با زبری و شیب منفی …………………….36

شکل2-3- پارامتر‌های اندازه‌گیری شده در طول آزمایش……………………………………………………….41

شکل3-3- نمایی از فلوم محل انجام آزمایشات……………………………………………………………………….41

شکل4-3- نمایی از دستگاه‌های الکترونیک اندازه‌گیری سرعت و عمق جریان………………………41

شکل5-3- نمایی از حوضچه آرامش با پروب‌های اندازه‌گیری سرعت و عمق جریان……………..42

شکل6-3- شماتیک از سطح با شیب منفی همراه با زبری بستر…………………………………………….42

شکل1-4- نسبتD2/D1در برابر برای سطح بدون زبری و شیب صفر…………………………..47

شکل2-4- نسبت D2/D1 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %6/0-…………………….47

شکل3-4- نسبت D2/D1 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %3/1-…………………….48

شکل4-4- نسبت D2/D1 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %2-………………………..48

شکل 5-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب صفر………………………………49

شکل6-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب% 6/0-……………………………49

شکل7-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب% 3/1-……………………………50

شکل8-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب% 2- ………………………………50

شکل 9-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 4 و بدون شیب…………………………….51

شکل 10-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %6/0- ………………………51

شکل 11-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %3/1- ………………………52

شکل 12-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %2- ………………………….52

شکل 13-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 10 و بدون شیب………………………..53

شکل 14-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %6/0- …………………….53

شکل 15-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %3/1- ……………………54

شکل 16-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %2- ………………………..54

شکل 17-4- مقایسه نسبت D2/D1 در برابر برای بستر صاف و انواع شیب منفی………..55

شکل 18-4- مقایسه نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 1 و انواع شیب منفی…….55

شکل 19-4- مقایسه نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 4 و انواع شیب منفی…….55

شکل 20-4- مقایسه نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 10 و انواع شیب منفی….56

شکل 21-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب صفر……………………..58

شکل 22-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %6/0- …………………59

شکل 23-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %3/1- ………………..59

شکل 24-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %2- …………………….59

شکل 25-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 1 و بدون شیب ………………………….61

شکل 26-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 1 و شیب %6/0- ………………………..61

شکل 27-4- نسبت Lj/D2در برابر برای زبری mm 1 و شیب %3/1- …………………………61

شکل 28-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 1 و شیب %2- ……………………………62

شکل 29-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 4 و بدون شیب……………………………63

شکل 30-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %6/0- ………………………..63

شکل 31-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %3/1- ………………………..64

شکل 32-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %2- ……………………………64

شکل 33-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 10 و بدون شیب ………………………..65

شکل 34-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %6/0-……………………….66

شکل 35-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %3/1- ……………………..66

شکل 36-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %2- …………………………66

شکل 37-4- مقایسه نسبت Lj/D2 در برابر برای بدون زبری و انواع شیب منفی…………67

شکل 38-4- مقایسه نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 1 و انواع شیب منفی………67

شکل 39-4- مقایسه نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 4 و انواع شیب منفی …….68

شکل 40-4- مقایسه نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 10 و انواع شیب منفی ….68

شکل 41-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای بدون زبری و شیب صفر……………………………….69

شکل 42-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %6/0- ………………..69

شکل 43-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %3/1- ………………..70

شکل 44-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %2- ……………………70

شکل 45-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب صفر……………………………71

شکل 46-4- نسبت Lr/D1در برابر برای زبری mm 1 و شیب %6/0- …………………………71

شکل 47-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب %3/1- ……………………….71

شکل 48-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب %2-……………………………72

شکل 49-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب صفر……………………………72

شکل 50-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %6/0- ……………………….73

شکل 51-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %3/1- …………………….73

شکل 52-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %2- …………………………..73

شکل 53-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب صفر………………………….74

شکل 54-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %6/0- …………………….74

شکل 55-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %3/1- …………………….75

شکل 56-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %2- ………………………..75

شکل 57-4- مقایسه نسبت Lr/D1در برابر برای بدون زبری و انواع شیب منفی…………76

شکل 58-4- مقایسه نسبت Lr/D1 در برابر زبری mm 1 و انواع شیب منفی ……………..76

شکل 59-4- مقایسه نسبت Lr/D1 در برابر زبری mm 4 و انواع شیب منفی ……………..76

شکل 60-4- مقایسه نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 10 و انواع شیب منفی ….77

شکل 61-4- نسبت Lr/D1 در برابر D2/D1 برای تمامی داده‌های آزمایش…………………………….77

شکل 62-4- نسبت Lr/D1 در برابر D2/D1-1 برای تمامی داده‌های آزمایش………………………..78

شکل63-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، بدون زبری و شیب %6/0- ……………..81

شکل 64-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s40 ، بدون زبری و شیب %3/1- …………..81

شکل65-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، بدون زبری و شیب %2- …………………81

شکل 66-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، بدون زبری و شیب %6/0- …………..82

شکل 67-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، بدون زبری و شیب %3/1- …………82

شکل 68-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، بدون زبری و شیب %2-………………82

شکل69-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، بدون زبری و شیب %6/0-……………..83

شکل70-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s50 ، بدون زبری و شیب %3/1-………………83

شکل71-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، بدون زبری و شیب %2-…………………83

شکل72-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm 1 ، شیب صفر………………..84

شکل73-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm 1 ، شیب %6/0-…………….84

شکل74-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm 1 ، شیب %3/1-……………84

شکل75-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm 1 ، شیب %2-………………..85

شکل 76-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm 1 ، شیب %6/0-………….85

شکل 77-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm 1 ، شیب %3/1-…………85

شکل 78-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm 1 ، شیب %2- ……………..86

شکل 79-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50، زبریmm 1 ، شیب صفر………………..86

شکل 80-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبریmm 1 ، شیب %6/0-…………..86

شکل81-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبریmm 1 ، شیب %3/1-……………87

شکل82-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبریmm 1 ، شیب %2- ………………87

شکل83-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s40 ، زبری mm 4 ، شیب صفر ……………..87

شکل84-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s40 ، زبری mm 4 ، شیب %3/1-…………..88

شکل 85-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm 4 ، شیب صفر……………..88

شکل 86-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm 4 ، شیب %6/0- ………..88

شکل 87-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm 4 ، شیب %3/1- …………89

شکل 88-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm 4 ، شیب %2- ……………89

شکل 89-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبریmm 4 ، شیب صفر………………89

شکل90-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s50 ، زبری mm 4 ، شیب %6/0-…………….90

شکل 91-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 4 ، شیب %3/1-……………90

شکل 92-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 4 ، شیب %2-………………..90

شکل 93-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s40 ، زبریmm 10 ، شیب صفر……………91

شکل94-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s40 ، زبریmm 10 ، شیب %6/0-………….91

شکل 95-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s 40، زبریmm 10 ، شیب %3/1-………….91

شکل 96-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm 10 ، شیب %2-……………..92

شکل 97-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm 10 ، شیب صفر …………..92

شکل98-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm 10 ، شیب%6/0-…………..92

شکل99-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm 10 ، شیب%3/1-…………..93

شکل100-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm 10 ، شیب%2-……………93

شکل101-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبریmm 10 ، شیب صفر…………..93

شکل 102-4- پروفیل عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبریmm 10 و شیب %6/0-……………94

شکل103-4- پروفیل عمقی سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 10 و شیب %3/1-………………94

شکل 104-4- پروفیل عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبری mm 10 و شیب %2-………………94

شکل 105-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s 40 ، بدون زبری و شیب %6/0-……….95

شکل 106-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s40 ، بدون زبری و شیب %3/1-…………96

شکل 107-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s40 ، بدون زبری و شیب %2-…………….96

شکل 108-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، بدون زبری و شیب %6/0-…………96

شکل 109-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، بدون زبری و شیب %3/1-…………97

شکل110-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، بدون زبری و شیب %2-………………97

شکل111-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50 ، بدون زبری و شیب %6/0-…………..97

شکل112-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50 ، بدون زبری و شیب %3/1-………….98

شکل113-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50 ، بدون زبری و شیب %2-………………98

شکل114-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm 1 و شیب صفر…………….98

شکل115-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm 1 و شیب %6/0-………….99

شکل116-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm 1 و شیب %3/1-…………99

شکل117-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm 1 و شیب %2-……………..99

شکل118-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 1 و شیب %6/0-……….100

شکل119-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 1 و شیب %3/1-……….100

شکل120-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 1 و شیب %2-………….100

شکل121-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 1 و شیب صفر…………..101

شکل122-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 1 و شیب %6/0-……….101

شکل123-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 1 و شیب %3/1-………101

شکل124-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 1 و شیب %2-…………..102

شکل125-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm 4 و شیب صفر…………..102

شکل126-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm 4 و شیب%3/1-…………102

شکل127-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm 4 و شیب%2-…………….103

شکل128-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 4 و شیب صفر…………..103

شکل129-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 4 و شیب %6/0………..103

شکل130-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 4 و شیب %3/1-………104

شکل131-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 4 و شیب %2-…………..104

شکل 132-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50 ، زبری mm 4 و شیب صفر……….104

شکل133-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 4 و شیب %6/0-……….105

شکل134-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 4 و شیب %3/1-……….105

شکل135-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 4 و شیب %2-…………..105

شکل136-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm10 و شیب صفر…………106

شکل137-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm10 و شیب %6/0-………106

شکل138-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm10 و شیب %3/1-………106

شکل139-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm10 و شیب %2-………….107

شکل 140-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm10 و شیب صفر………107

شکل141-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm10 و شیب %6/0-……..107

شکل142-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm10 و شیب %3/1-…….108

شکل143-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm10 و شیب %2-……….108

شکل144-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50 ، زبری mm10 و شیب صفر……….108

شکل145-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm10 و شیب %6/0-………109

شکل 146-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50 ، زبری mm10و شیب %3/1-……109

شکل 147-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50، زبری mm10و شیب %2-…………109

شکل 148-4- پروفیل‌های بی‌بعد شده سرعت برای تمامی داده‌های آزمایش…………………….110

شکل 149-4- فراخوانی عکس در نرم افزار Grapher7 ………………………………………………………111

شکل 150-4- نمونه رقومی شده پرش در نرم افزار  Grapher7………………………………………..111

شکل 151-4- پروفیل سطح آب در سطح بدون زبری و شیب صفر…………………………………….112

شکل 152-4- پروفیل سطح آب در سطح بدون زبری و شیب %6/0-…………………………………112

شکل 153-4- پروفیل سطح آب در سطح بدون زبری و شیب %3/1-………………………………..113

شکل 154-4- پروفیل سطح آب در سطح بدون زبری و شیب %2-…………………………………….113

شکل 155-4- پروفیل سطح آب در زبری mm1 و شیب صفر…………………………………………….113

شکل 156-4- پروفیل سطح آب در زبری mm1 و شیب%6/0-…………………………………………..114

شکل 157-4- پروفیل سطح آب در زبری mm1 و شیب%3/1-………………………………………….114

شکل 158-4- پروفیل سطح آب در زبری mm1 و شیب%2-………………………………………………114

شکل 159-4- پروفیل سطح آب در زبری mm 4 و شیب صفر……………………………………………115

شکل 160-4- پروفیل سطح آب در زبری mm 4 و شیب %6/0-………………………………………..115

شکل 161-4- پروفیل سطح آب در زبری mm 4 و شیب %3/1-……………………………………….115

شکل 162-4- پروفیل سطح آب در زبری mm 4 و شیب %2-……………………………………………116

شکل 163-4- پروفیل سطح آب در زبری mm10 و شیب صفر………………………………………….116

شکل 164-4- پروفیل سطح آب در زبری mm10 و شیب %6/0-………………………………………116

شکل 165-4- پروفیل سطح آب در زبری mm10 و شیب %3/1-………………………………………117

شکل 166-4- پروفیل سطح آب در زبری mm10 و شیب %2-………………………………………….117

شکل 167-4- عکس پرش هیدرولیکی مربوط به بدون زبری و شیب صفر………………………..118

شکل 168-4- عکس پرش هیدرولیکی مربوط به زبری cm1 و شیب صفر…………………………118

شکل 169-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در سطح بدون زبری و شیب صفر………………………….119

شکل 170-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در سطح بدون زبری و شیب %6/0-……………………..119

شکل 171-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در سطح بدون زبری و شیب %3/1-……………………..119

شکل 172-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در سطح بدون زبری و شیب %2-…………………………120

شکل 173-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm1 و شیب صفر………………………………….120

شکل 174-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm1 و شیب %6/0-………………………………120

شکل 175-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm1 و شیب %3/1-………………………………121

شکل 176-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm1 و شیب %2-………………………………….121

شکل 177-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm 4 و شیب صفر………………………………..121

شکل 178-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm 4 و شیب %6/0-…………………………….122

شکل 179-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm 4 و شیب %3/1-…………………………….122

شکل 180-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm 4 و شیب %2-………………………………..122

شکل 181-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm10 و شیب صفر……………………………….123

شکل 182-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm10 و شیب %6/0-……………………………123

شکل 183-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm10 و شیب %3/1-……………………………123

شکل 184-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm10 و شیب %2- ……………………………..124

شکل 185-4- خط برازش داده شده برای پروفیل سطح آب در نرم افزارCurve Expert…..124

شکل186-4- ضرایب بدست آمده نرم افزار Curve Expertبرای ترسیم پروفیل سطح آب..125

شکل187-4- نمونه برای مقایسه پروفیل سطح آب و معادله بدست آمده ………………………….126

شکل 188-4- تغییرات افت نسبی پرش در بستر صاف و انواع شیب منفی……………………….127

شکل 189-4- تغییرات افت نسبی پرش در زبری mm1 و انواع شیب منفی………………………127

شکل 190-4- تغییرات افت نسبی پرش در زبری mm 4 و انواع شیب منفی…………………….128

شکل 191-4- تغییرات افت نسبی پرش در زبری mm10 و انواع شیب منفی……………………128

شکل 192-4- مقادیر E2/E1 نسبت به برای بستر صاف با انواع شیب منفی……………..128

شکل 193-4- مقادیر E2/E1 نسبت به برای زبری mm1 با انواع شیب منفی……………129

شکل 194-4- مقادیر E2/E1 نسبت به برای زبریmm4 با انواع شیب منفی…………….129

شکل 195-4- مقادیر E2/E1 نسبت به برای زبری mm10 با انواع شیب منفی…………129

شکل 196-4- مقایسه تغییرات εبرای انواع شیب و زبری …………………………………………………..130

شکل197-4- تغییرات مقیاس طولی b/D1 به ازای x/D1برای انواع شیب و زبری………………131

شکل 198-4- تغییرات Um/U1به ازای x/Ljبرایانواع شیب و زبری……………………………………..132

شکل 199-4- تغییرات Um/U1به ازای x/D1 برای انواع شیب و زبری…………………………………132

شکل 200-4- تغییرات ضخامت لایه مرزی بی‌بعد به ازای b/D1برای انواع شیب و زبری….133

شکل 201-4- تغییرات ضخامت لایه مرزی بی‌بعد به ازای x/D1 برای انواع شیب و زبری….133

شکل 202-4- مقادیرβ وα در برابر فاصله از پنجه پرش برای بدون زبری و انواع شیب………134

شکل 203-4- مقادیرβ وα در برابر فاصله از پنجه پرش برای زبری mm1 و انواع شیب…….134

شکل 204-4- مقادیرβ وα در برابر فاصله از پنجه پرش برای زبری mm4 و انواع شیب…….134

شکل 205-4- مقادیر βوα در برابر فاصله از پنجه پرش برای زبری mm10و انواع شیب……135

شکل 206-4- شماتیکی از سرریز و حوضچه آرامش …………………………………………………………..142

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست نشانه های اختصاری

 

 

: جرم مخصوص آب

g : شتاب ثقل

b: عرض کانال

Q: دبی جریان

V1: سرعت متوسط جریان در مقطع اولیه

V2: سرعت متوسط جریان در مقطع ثانویه

E1: انرژی مخصوص در مقطع اولیه پرش

E2: انرژی مخصوص در مقطع ثانویه پرش

E∆: افت انرژی در طول پرش

: عدد فرود اولیه

:عمق اولیه پرش

:عمق ثانویه پرش

: لزجت دینامیکی آب

: قطر زبری

ν : لزجت سینماتیکی

: شیب زاویه

: طول پرش هیدرولیکی

: طول غلتاب پرش هیدرولیکی

ε : تنش برشی بستر

: ضخامت لایه مرزی

: ضریب کاهش اعماق مزدوج

: ضریب تصحیح اندازه حرکت

: ضریب تصحیح انرژی جنبشی

: ضریب دریچه

R1: شعاع هیدرولیکی در مقطع اولیه

Sf: شیب خط انرژی

M1: نیروی ممنتوم در مقطع اولیه

M2: نیروی ممنتوم در مقطع ثانویه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

 

 

1-1-کلیات

 

آب به عنوان یکی از با ارزش‌ترین مواد حیات همواره ذهن بشر را مشغول و معطوف خود داشته است. با توسعه تمدن‌ها و تکنولوژی، بشر مبادرت به ساخت انواع سدها نمود تا بتواند آب را برای مواقع ضروری ذخیره نماید. انرژی پتانسیل ذخیره شده بالادست سدها در هنگام عبورآب از روی سرریز سدها به انرژی جنبشی تبدیل می‌گردد و نیروی هیدرودینامیکی زیادی را ایجاد می‌نماید. چنانچه این جریان با همان شدت وارد رودخانه یا کانال شود موجب فرسایش پایین دست در تاسیسات مربوطه می‌گردد و نهایتا” انهدام و خرابی سازه پایین دست را ایجاد خواهد نمود. لذا می‌بایست انرژی اضافی آب قبل از ورود به رودخانه مستهلک گردد. راه‌های متعددی از جمله ایجاد پرش هیدرولیکی برای مقابله با این انرژی وجود دارد. در واقع پرش هیدرولیکی از پدیده‌های مورد توجه در حیطه مهندسی هیدرولیک است که بصورت یک جریان متغیر سریع ایجاد می‌گردد که از تبدیل جریان فوق بحرانی به زیر بحرانی پدید می‌آید که بعنوان یک پدیده اتلاف کننده انرژی نیز کاربرد دارد. تاکنون انواع حوضچه‌های آرامش توسط اداره عمران اراضی آمریکا طراحی و آزمایش شده که عبارتند از حوضچه های تیپ I تا تیپ IV، لازم به ذکر است که حوضچه‌های تیپ ارائه شده دارای کف افقی و یا شیب خیلی کم می‌باشند. از آنجایی‌که موضوع پرش در مسیر کانالها و یا حوضچه‌های با شیب منفی هنوز در سطح وسیع مورد مطالعه و بررسی قرار نگرفته است. این موضوع می‌تواند در کاهش هزینه‌های اجرایی موثر باشد. از جمله محققینی که روی اینگونه شیب‌ها آزمایش‌هایی انجام دادند رویز(1938)[1] و استیونز(1944)[2] بودند که رویز معتقد بود فقط بر روی شیب‌های معکوس نزدیک به صفر تنها امکان تشکیل پرش پایدار وجود دارد در حالی که استیونز با روابط و تحلیل تئوری نشان داد که این امکان روی تمامی شیب‌ها وجود دارد(ابریشمی و حسینی، 1385).بدلیل اینکه شیب منفی خود در مسیر به عنوان یک مانع عمل کرده و کاهش نسبت اعماق مزدوج و کاهش طول پرش و نیز افزایش راندمان اتلاف انرژی نسبت به حالت افقی گشته و نهایتا با توجه به نتایج حاصل امکان ساخت حوضچه‌ای کوتاه‌تر و با ارتفاع دیواره‌های کمتر را ممکن می‌سازد. مهم‌ترین مسئله این است که مولفه نیروی وزن همواره در خلاف جهت جریان بوده و موجب ناپایداری پرش روی شیب می‌شود. تثبیت پرش روی شیب‌های منفی کارایی اینگونه کانال‌ها یا حوضچه‌ها را تا حد زیادی افزایش می‌دهد. لذا روش‌های متعددی برای این منظور به نظر می‌رسد یک روش مناسب ایجاد زبری در مسیر جریان می‌باشد. این گونه زبری علاوه بر اینکه پرش را در موقعیت مورد نظر تثبیت می‌نماید باعث کاهش طول پرش نیز می‌گردد. در واقع کاهش طول پرش موجب افت انرژی در طول کوتاه‌تری شده، لذا راندمان افت انرژی را تا حد قابل محسوسی افزایش می‌دهد.

 

 

1-2- جریان متغیر سریع[3]

 

اگر انحنا خطوط جریان در یک جریان متغیر زیاد و تغییرات عمق جریان در فواصل کم قابل ملاحظه باشد چنین جریانی را جریان متغیر سریع می‌نامند. در چنین جریانی مقاومت اصطکاکی نسبتاً ناچیز و تغییرات معمولاً موضعی خواهد بود، همچنین در این حالت مولفه شتاب در جهت عمود بر عمود بر خطوط جریان قابل صرف نظر کردن نمی‌باشد(فرهودی،1372).

 

1-3- پرش هیدرولیکی[4]