حل بستۀ اندرکنش سد و مخزن بااحتساب لزجت و اثر جذب کف مخزن

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

• مریم یاسمی
• بهرام نوائی نیا
• جواد واثقی امیری
• مهدی علیجانی اردشیر

دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

10.22067/civil.v1i30.42616

چکیده

در این تحقیق حل بستۀ اندرکنش سد و مخزن بااحتساب اثر ویسکوزیتۀ سیال مخزن و جذب انرژی توسط رسوبات کف مخزن تحت بارهای هارمونیک ارائه می‌گردد. بدین منظور معادلات حاکم بر محیط مخزن و سد در محدودۀ فرکانس حل و باتغییر پارامترهای مختلف، پاسخ فشار هیدرودینامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که درنظر گرفتن لزجت سیال باعث پیچیده‌تر شدن روابط میشود؛ پاسخ‌ها به‌مقدار لزجت، میزان ضریب جذب کف مخزن، پریود تحریک و نیز پریود طبیعی سیستم سد-مخزن وابسته است؛ باافزایش مدول الاستیسیته سد، تغییرمکان تاج سد و فشار هیدرودینامیک مخزن کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

• حل بسته
• ویسکوزیتۀ سیال
• سدهای بتنی وزنی
• فشار هیدرودینامیک
• اندرکنش سد و مخزن

---

عنوان مقاله [English]

A Closed Form Solution of Dam Reservoir Interaction Considering Water Viscosity and Reservoir Bottom Absorption Effect

نویسندگان [English]

• Maryam Yasami
• Bahram Navayi Neya
• Javad Vaseghi Amiri
• Mehdi Alijani Ardeshir

Babol Noshirvani University of Technology

چکیده [English]

This paper concentrates on the presentation of a closed form solution of dam-reservoir interaction considering reservoir viscosity and bottom absorption under harmonic excitations. For this purpose, the governing equations of dam-reservoir are solved in the frequency domain and using the obtained frequency response function, the effects of different parameters are considered on dam or hydrodynamic pressure response. The results show that consideration of reservoir viscosity creates an imaginary term and the responses depend on values of viscosity, bottom absorption, exited period and dam-reservoir period.

کلیدواژه‌ها [English]

• Closed form Solution
• Fluid Viscosity
• Concrete Gravity Dam
• Hydrodynamic Pressure
• Dam Reservoir Interaction

مراجع

1. Westergaard, H.M., "Water Pressure on Dams During Earthquakes", Transaction ASCE, Vol. 98, PP. 418-433, (1933).

2. Kotsubo, S.m, "Dynamic Water Pressure on Dams due to Irregular Earthquakes", Memoirs Faculty of Engineering, Kyushu university, Fakuoka, Japan, Vol. 18, No. 4, (1959).

3. Zangar, C.N., "Hydrodynamic Pressure on Dams due to Horizontal Earthquake Effects”, U.S. Bureau of Reclamation, Engg, Monograph No. 11, Denver, Colo., (1952).

4. Bustamante J.I., Rosenblueth, E., Herrera, I., and Flores, A., "Presion Hydrodynamic en Presasy Depositos", Boletin Sociedad Mexicana de Ingenieria Sismica, Vol. 11, No. 2, (1963).

5. Chopra, A.K., "Hydrodynamic Pressure on Dams during Earthquakes", Proc., American Society of Civil Engineering, Journal of the Engineering Mechanics Division, Vol. 93, No. 6, PP. 205-224, (1967).

6. Chopra, A.K., "Earthquake Response of Concrete Gravity Dams", ", Proc., American Society of Civil Engineering, Journal of the Engineering Mechanics Division, Vol. 96, No. 4, PP. 443-454, (1970).

7. Chakrabarti, P., Chopra, A.K., "Hydrodynamic Pressure and Response of Gravity Dams to Vertical Earthquake Component", Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 1, No. 4, PP. 325-335, (1972).

8. Chwang, A. T., "Hydrodynamic Pressures on Sloping Dam during Earthquakes, Part2: Exact theory", Journal of Fluid Mechanics, Vol. 87, PP. 343-348, (1987).

9. Tsai, C.S., Lee, G.C., Ketter, R.L., "A Semi-Analytical Method for Time-Domain Analyses of Dam-reservoir Interactions", International journal for numerical method in engineering, Vol.29, PP. 913-933, (1990).

10. Tsai, C. S., Lee, G. C., "Method for the Transient Analysis of Three-dimensional Dam-reservoir Interactions", Journal of Engineering Mechanics, ASCE, Vol. 116, No. 10, PP. 2151-2172, (1990).

11. Tsai, C.S., Lee, G.C., "Time-domain Analyses of Dam-reservoir System I: Exact Solution", Journal of engineering mechanics, (1991).

12. عطارنژاد، ر.، فرساد، ع.، "حل بسته تحلیل اندرکنش سد و مخزن در حوزه زمان با در نظر گرفتن تغییرات ضخامت سد"، مجله دانشکده فنی، دوره 39، شماره 3، صفحات 340-329، (1384).

13. Fenves, G., Chopra, A.K., "Effect of Reservoir Bottom Absorption on Earthquake Response of Concrete Gravity Dams", Journal of Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 11, PP. 809-829, (1983).

14. Bouaanani, N., Paultre, P., Proulx, J., "A Closed- from Formulation for Earthquake- induced Hydrodynamic Pressure on Dams", Journal of Sound and Vibration, Vol. 261, PP. 537-582, (2003).

15. Zingales, M., "Seismically Induced, Non-stationary Hydrodynamic Pressure in a Dam-reservoir System", Probabilistic Engineering Mechanics, Vol. 18, No. 2, PP. 151-163, (2003).

16. Navayi Neya, B., Alijani Ardeshir, M., "An Analytical Solution for Hydrodynamic Pressure on Dams Considering the Viscosity and Wave Absorption of the Reservoir", Arabian Journal of Science Engineering, Vol. 38, No. 8, PP. 2023-2033, (2013).

17. Chopra, Anil K., "Dynamics of Structures, Theory and Applications to Earthquake Engineering", Fourth Edition, Prentice Hall-International Series, (2011).

18. علیجانی اردشیر، م.، "تعیین فشار هیدرودینامیک در مخزن سدهای بتنی وزنی تحت اثر بار دینامیکی با احتساب ویسکوزیته سیال"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه مازندران، (1388).

19. یاسمی، م.، " حل بسته اندرکنش سد و مخزن تحت بارهای دینامیکی با احتساب ویسکوزیته مخزن"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، (1391) .

20. احمدی، م.ت.، نوایی‌نیا، ب.، "تحلیل هیدرودینامیک سد و مخزن به روش لاگرانژی"، مجله بین المللی علوم مهندسی دانشگاه علم وصنعت ایران، جلد 6، شماره 1-ب، (1374).

21. Fenves, G., Chopra, A., “Earthquake Analysis and Response of Concrete Gravity Dams”, Earthquake Engineering Research Center, Report No. EERC-84/10, University of California, Berkeley, (1984).