چکیده............................................................................................................................................................................................. ۱
فصل اول کلیات تحقیق ............................................................................................................................................................ ۳
-۱-۱ مقدمه .............................................................................................................................. ۴
-۲-۱ مطالعه حاضر و اهداف آن .............................................................................................. ۶
-۱-۲-۱ طرح مسئله ............................................................................................................. ۶
-۲-۲-۱ اهداف طرح ............................................................................................................ ۹
-۳-۱ معرفی ساختار فصول رساله .......................................................................................... ۱۰
فصل دوم ادبیات و پیشینه تحقیق ..................................................................................................................................... ۱۲
-۱-۲ مروری بر پیشینه تحقیق ................................................................................................ ۱۳
۱۴ ................... Essery and Horner ( -۱-۱-۲ مروری بر خلاصه تحقیقات آزمایشگاهی ( ۱۹۷۸
۱۵ .................................. Sorensen( -۲-۱-۲ مروری بر خلاصه تحقیقات آزمایشگاهی( ۱۹۸۵
۱۶ ....................................... Tozzi( -۳-۱-۲ مروری بر خلاصه تحقیقات آزمایشگاهی( ۱۹۹۴
۱۷ .................................. Chamani( -۴-۱-۲ مروری بر خلاصه تحقیقات آزمایشگاهی( ۱۹۹۷
۱۸ ............. Chanson and Toombes( -۵-۱-۲ مروری بر خلاصه تحقیقات آزمایشگاهی( ۲۰۰۲
۱۹ ...................... Boes and Hager(۲۰۰۳a) -۵-۱-۲ مروری بر خلاصه تحقیقات آزمایشگاهی
۲۰ .................................. Gonzalez( -۶-۱-۲ مروری بر خلاصه تحقیقات آزمایشگاهی( ۲۰۰۵
۲۰ ............... Chanson and Carosi(۲۰۰۷a) -۷-۱-۲ مروری بر خلاصه تحقیقات آزمایشگاهی
۲۱ .......... Sanchez-Juny and Dolze( -۸-۱-۲ مروری بر خلاصه تحقیقات آزمایشگاهی( ۲۰۰۸
۲۲ .................. Meireles and Matos( -۹-۱-۲ مروری بر خلاصه تحقیقات آزمایشگاهی( ۲۰۰۹
۲۳ .................... Pfister and Hager( -۱۰-۱-۲ مروری بر خلاصه تحقیقات آزمایشگاهی( ۲۰۱۰
۲۴ ... Felder, Fromm and Chanson( -۱۱-۱-۲ مروری بر خلاصه تحقیقات آزمایشگاهی( ۲۰۱۲
-۲-۲ مروری بر خلاصه تحقیقات حاضر ............................................................................... ۲۶
-۳-۲ معرفی اجمالی انواع سرریزها........................................................................................ ۲۷
-۱-۳-۲ سرریز ریزشی آزاد................................................................................................ ۲۷
-۲-۳-۲ سرریز اوجی ......................................................................................................... ۲۹
۳-۳-۲ - سرریز جانبی ....................................................................................................... ۳۰
-۴-۳-۲ سرریز تنداب ........................................................................................................ ۳۲
ه
-۵-۳-۲ سرریز پلکانی ....................................................................................................... ۳۳
-۶-۳-۲ سرریزهای تونلی و مجرایی ................................................................................. ۳۳
-۷-۳-۲ سرریز نیلوفری ..................................................................................................... ۳۵
-۸-۳-۲ سرریز آبرو (زیر گذر) .......................................................................................... ۳۷
-۹-۳-۲ سرریز سیفونی ...................................................................................................... ۳۸
-۴-۲ طرح سرریز پلکانی و بررسی عملکرد آن ..................................................................... ۴۰
-۱-۴-۲ بررسی رژیم های مختلف جریان عبوری از سرریزهای پلکانی........................... ۴۵
-۱-۱-۴-۲ بررسی رژیم جریان ریزشی ............................................................................ ۴۶
-۱-۱-۱-۴-۲ وقوع جریان ریزشی .................................................................................... ۴۸
-۳-۱-۱-۴-۲ سرریز پلکانی حوضچه ای ........................................................................... ۵۲
-۲-۱-۴-۲ رژیم جریان انتقالی .......................................................................................... ۵۳
-۳-۱-۴-۲ رژیم جریان غلتشی .......................................................................................... ۵۴
-۱-۳-۱-۴-۲ مشخصه های اصلی جریان غلتشی ............................................................. ۵۵
-۲-۳-۱-۴-۲ برآورد مقاومت اصطکاکی جریان .............................................................. ۵۷
-۳-۳-۱-۴-۲ فرآیند ورود هوا .......................................................................................... ۶۱
-۴-۳-۱-۴-۲ پیش بینی آستانه ورود هوا به جریان ........................................................... ۶۳
-۵-۳-۱-۴-۲ غلظت هوا ................................................................................................... ۶۵
-۶-۳-۱-۴-۲ توزیع سرعت .............................................................................................. ۶۷
-۷-۳-۱-۴-۲ ضریب اصطکاک ......................................................................................... ۶۸
-۸-۳-۱-۴-۲ استهلاک انرژی ............................................................................................ ۶۸
-۲-۴-۲ بررسی نوسانات فشاری و احتمال وقوع کاویتاسیون در سرریز پلکانی ............... ۷۱
-۱-۲-۴-۲ بررسی نیروهای هیدرودینامیکی در شرایط رژیم جریان ریزشی..................... ۷۴
-۲-۲-۴-۲ بررسی نیروهای هیدرودینامیکی در رژیم جریان غلتشی................................. ۷۶
-۳-۲-۴-۲ روش شناسی تحلیل نوسانات فشار ................................................................. ۷۷
-۱-۳-۲-۴-۲ پارامتر متوسط فشار ..................................................................................... ۷۷
-۲-۳-۲-۴-۲ پارامتر مجذور متوسط مربعات فشار ........................................................... ۷۸
-۳-۳-۲-۴-۲ تابع چگالی احتمال...................................................................................... ۷۹
-۴-۳-۲-۴-۲ توابع همبستگی ........................................................................................... ۸۲
و
-۵-۳-۲-۴-۲ ضرایب بی بعد فشار ................................................................................... ۸۳
-۴-۲-۴-۲ بررسی شرایط وقوع پدیده کاویتاسیون ............................................................ ۸۴
فصل سوم مواد و روشها ....................................................................................................................................................... ۸۶
-۱-۳ مقدمه ............................................................................................................................ ۸۷
-۲-۳ پارامترهای موثر و تحلیل ابعادی .................................................................................... ۸۷
-۱-۲-۳ مفهوم تحلیل ابعادی .............................................................................................. ۸۷
-۲-۲-۳ نتایج تحلیل ابعادی بر روی پارامترهای موثر بر جریان ........................................ ۸۸
-۳-۳ تعیین مقیاس ................................................................................................................. ۹۳
-۱-۳-۳ اثرات مقیاس ......................................................................................................... ۹۶
-۴-۳ معرفی ساختار آزمایشگاهی .......................................................................................... ۹۸
-۱-۴-۳ اجزای مدل هیدرولیکی مورد استفاده در طرح...................................................... ۹۹
-۱-۱-۴-۳ سیستم تامین آب .............................................................................................. ۹۹
-۲-۱-۴-۳ مخزن بتنی بالادست ....................................................................................... ۱۰۱
-۳-۱-۴-۳ کانال آزمایشگاهی .......................................................................................... ۱۰۱
-۴-۱-۴-۳ دریچه تنظیم سطح آب .................................................................................. ۱۰۲
-۵-۱-۴-۳ مجرای خروجی جریان .................................................................................. ۱۰۳
-۶-۱-۴-۳ سرریز لبه تیز مستطیلی .................................................................................. ۱۰۳
-۵-۳ تجهیزات و ابزار جمعآوری دادههای آزمایشگاهی ..................................................... ۱۰۴
-۱-۵-۳ اندازهگیری فشارهای استاتیکی............................................................................ ۱۰۵
-۲-۵-۳ اندازهگیری نوسانهای فشار(فشارهای دینامیکی) ................................................ ۱۰۷
-۱-۲-۵-۳ روش اندازهگیری نوسانهای فشاری ............................................................ ۱۱۱
-۲-۲-۵-۳ واسنجی حسگرهای فشاری ........................................................................... ۱۱۱
-۳-۵-۳ اندازه گیری تراز سطح آب .................................................................................. ۱۱۳
-۴-۵-۳ اندازهگیری دبی جریان ........................................................................................ ۱۱۴
-۱-۴-۵-۳ برآورد و اندازهگیری ظرفیت و ضریب آبگذری سرریز................................... ۱۱۵
-۵-۵-۳ اندازهگیری غلظت مخلوط آب و هوا ............................................................... ۱۱۷
-۱-۵-۵-۳ معرفی ساختار و عملکرد پروب الکتریکی دوسوزنی .................................... ۱۱۸
-۶-۵-۳ اندازهگیری سرعت جریان .................................................................................. ۱۲۴
ز
-۶-۳ معرفی ساختار هندسی و هیدرولیکی مدلهای فیزیکی مورد آزمایش ....................... ۱۲۷
-۱-۶-۳ مشخصات مقطع ورودی مدل فیزیکی تنداب پلکانی ......................................... ۱۲۷
-۲-۶-۳ معرفی پیکربندی هندسی مدل فیزیکی شماره یک ............................................. ۱۳۰
-۳-۶-۳ معرفی پیکربندی هندسی مدل فیزیکی شماره دو............................................... ۱۳۲
-۴-۶-۳ تشریح شرایط هیدرولیکی انجام آزمایشات ........................................................ ۱۳۴
-۷-۳ معرفی مکانهای اندازهگیری پارامترهای هیدرولیکی جریان ...................................... ۱۳۵
-۱-۷-۳ موقعیتهای اندازهگیری پارامتر عمق آب .......................................................... ۱۳۵
-۲-۷-۳ موقعیتهای اندازهگیری پارامترهای سرعت و غلظت جریان مخلوط آب و هوا
۱۳۹..................................................................................................................................................
-۳-۷-۳ موقعیت های اندازه گیری پارامتر فشار استاتیکی ............................................... ۱۴۱
-۴-۷-۳ موقعیتهای اندازهگیری پارامتر نوسانات فشاری............................................... ۱۴۶
-۸-۳ خطاها .......................................................................................................................... ۱۴۶
-۱-۸-۳ دقت در اندازهگیری ............................................................................................ ۱۴۶
-۲-۸-۳ تعریف اصطلاحات ............................................................................................. ۱۴۷
-۳-۸-۳ خطاهای اندازهگیری در مدل فیزیکی .................................................................. ۱۴۹
-۱-۳-۸-۳ خطا در ساخت مدل........................................................................................ ۱۴۹
-۲-۳-۸-۳ خطا در قرائت رقوم سطح آب و عمق جریان .................................................. ۱۴۹
-۳-۳-۸-۳ خطای اندازهگیری دبی ................................................................................... ۱۵۰
-۴-۳-۸-۳ خطای اندازهگیری فشارهای دینامیکی ............................................................ ۱۵۱
فصل چهارم بررسی و تحلیل نتایج .................................................................................................................................. ۱۵۲
-۱-۴ مقدمه .......................................................................................................................... ۱۵۳
-۲-۴ مشاهدات الگوی جریان دوفازی آب و هوا ................................................................ ۱۵۴
-۱-۲-۴ بررسی مشاهدات مربوط به رژیمهای مختلف جریان بر روی سرریز پلکانی ... ۱۵۴
-۲-۲-۴ بررسی مشخصههای آستانه شروع هواگیری جریان ........................................... ۱۶۳
-۱-۲-۲-۴ تغییرات غلظت متوسط هوا در نقطه شروع هواگیری جریان ........................ ۱۷۶
-۳-۴ برآورد میزان استهلاک انرژی جنبشی ......................................................................... ۱۷۷
-۴-۴ بررسی روند توزیع پارامترهای جریان دوفازی مخلوط آب و هوا ............................. ۱۸۳
-۱-۴-۴ تعیین توزیع سرعت جریان مخلوط آب و هوا................................................... ۱۸۳
ح
-۱-۱-۴-۴ توزیع قائم سرعت ......................................................................................... ۱۸۳
-۲-۱-۴-۴ توزیع طولی سرعت جریان هواگیری شده .................................................... ۱۸۹
-۲-۴-۴ استخراج پروفیلهای غلظت هوا ....................................................................... ۱۹۲
-۱-۲-۴-۴ تغییرات طولی غلظت متوسط هوا ................................................................. ۱۹۲
-۲-۲-۴-۴ تغییرات عمقی غلظت متوسط هوا ................................................................. ۱۹۴
-۵-۴ تحلیل میدان فشاری ایجاد شده در تنداب پلکانی ...................................................... ۱۹۶
-۱-۵-۴ اثر ورود هوا بر روی تغییرات فشار ................................................................... ۱۹۷
-۲-۲-۴ برآورد مقادیر فشارهای نوسانی با احتمال های وقوع مختلف ........................... ۲۱۳
فصل پنجم نتیجه گیری و پیشنهادات ........................................................................................................................... ۲۳۲
-۱-۵ مقدمه .......................................................................................................................... ۲۳۳