شبیه سازی عددی

در نوشتار حاضر رفتار آلودگی هوا در سطح شهر تهران با در نظر گرفتن الگوی باد با استفاده از یک مدل میان مقیاس موسوم به مدل آلودگی هوا (TAPM) شبیه سازی شده است. در این زمینه سه دامنه با تفکیک افقی 30، 15 و 5 کیلومتر در نظر گرفته شده و خروجی های آن با درجه تفکیک 5 کیلومتر لحاظ شده است. شبیه سازی براساس آلاینده های PM-10 و CO و داده های باد در تراز ده متری از پنج نقطه شهر با در نظر گرفتن دو حالت (با حضور شرایط سینوپتیک و بدون حضور شرایط سینوپتیک) انجام گرفته است. نتایج حاصل از این شبیه سازی حاکی از آن است که الگوی باد در شرایط در نظر گرفتن سینوپتیک همگن تر است و با افزایش ارتفاع، سرعت نیز افزایش می یابد. در مقابل، در وضعیت بدون حضور شرایط سینوپتیک الگوی باد ناهمگن است و با افزایش ارتفاع، سرعت نیز کاهش می یابد، همچنین غلظت عناصر آلاینده از شمال به جنوب و از شرق به غرب افزایش می یابد. حداکثر غلظت در مناطق شهریِ 11 و 12 و حداقل آن در مناطق 4 و 21 مشاهده شده است، که این مسئله با جهت باد در مدل و نیز از طریق رسم گلباد، همخوانی دارد. خروجی مدل نشان می دهد که از لحاظ جهت باد، شبیه سازی با شرایط واقعی همخوانی خوبی دارد. از لحاظ سرعت نیز شاخص توافقی 60 درصد وجود دارد. مدل به کار گرفته شده، در خصوص آلودگی تا 51 درصد شبیه سازی را به درستی انجام داده است، ضمن اینکه مدل برای یک سطح شبیه سازی انجام می دهد در صورتی که اندازه گیری های واقعی به صورت نقطه ای هستند. سرانجام آنالیز واریانس بین مناطق مختلف شهر، حاکی از آن است که میانگین آلودگی در مناطق 11 و 12 اختلاف معنی داری با سایر مناطق نشان می دهد. با توجه به اینکه سرعت باد جز در موارد بسیار محدود از 20 گره (10 متر بر ثانیه) کمتر بوده است، درنتیجه آلودگی در سیکل بسته ای در تهران گرفتار می آید و برای مدت طولانی از سطح شهر تخلیه نمی شود.

هوای گرم در صنعت ، کشاورزی و دامپروری و امور خانگی کاربرد فراوان دارد. یکی از روش های تولید هوای گرم، استفاده از انرژی خورشیدی در هوا گرمکن های خورشیدی می باشد. در این مقاله، به بررسی کارایی و عملکرد کلکتور خورشیدی در حالت پایا و به صورت دو بعدی با در نظر گرفتن جریان مغشوش و تشعشع خورشید پرداخته و نتایج مربوط به آن ارائه شده است. همچنین دبی جرمی هوای گرم تولیدی و شکل گیری خود به خودی جریان هوا درداخل کلکتور به همراه دمای ایجاد شده مورد ارزیابی قرار گرفته و نمودارهای مربوط به آن رسم گردیده و تفسیر فیزیکی شده است. در این پژوهش، ابتدا با بررسی هندسه ها و مش بندی های مختلف و مقایسه نتایج، بهترین هندسه را برای کلکتور پیدا نموده، سپس با تغییر فاصله بین صفحه جاذب و سطح شفاف تأثیر آن را بررسی کرده و بهترین حالت را انتخاب نموده و با در نظر گرفتن آن، فاصله بهینه، ابعاد دریچه ورودی و خروجی با اندازه های مختلف بررسی می گردد. پارامتر دیگری که بررسی می شود تأثیر ضخامت شیشه و نیز دو جداره بودن آن می باشد. همچنین شیاردار بودن سطح جاذب نیز بررسی شده که سه نوع شیار موجی، مثلثی و مستطیلی با اندازه های مختلف بررسی گردیده است.

وضعیت پوشش سطح زمین نقش بسیار مهمی در دمای هوا و در لایه خرد و محلی دارد. بطورکلی هرگونه تغییر در سطح زمین پیامدهای آب وهوای شدیدی در این مقیاس ها خواهد داشت. خشک شدن دریاچه های داخلی از مسائل نوظهور آب وهواشناسی می باشد که خشک شدن احتمالی دریاچه ارومیه در شمال غربی ایران یکی از این نمونه هاست. در این پژوهش از مدل شبیه ساز آلودگی هوا (TAPM)، جهت شناخت اثر خشک شدن دریاچه ارومیه بر تغییرات دمایی ایستگاه مراغه در سال های 2003 و 2006 استفاده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده در این پژوهش، متوسط دمای سالانه ایستگاه مراغه در اثر خشک شدن دریاچه 0.25 درجه سلسیوس افزایش، و در ماه های گرم سال به ویژه اوت و ژوئیه در ساعات میانی روز به طور متوسط افزایش حدود 4 درجه سلسیوس و همچنین در ماه های سرد به ویژه دسامبر و ژانویه حدود 3.5- درجه سلسیوس در متوسط دمای شبانه، کاهش را نشان می دهد. بر این اساس با خشک شدن دریاچه ارومیه دماهای کمینه و بیشینه سالانه در منطقه مورد مطالعه تغییرات محسوسی را نشان می دهند.

از عوامل کنترل کننده فراسنج های  جوی، پوشش سطحی است که از پیامدهای تغییر در آن، ایجاد تغییر در ماهیت اقلیمی یک منطقه است. از مصداق های  تغییر در پوشش سطحی در ایران، تغییر سطح آب دریاچه ارومیه و خشک شدن بخش های  وسیعی از آن است. هدف از این مطالعه آشکار سازی اثرات خشک شدن دریاچه ارومیه در فراسنج های  جوی دما، بارش در شمال غربی کشور است. بدین منظور در این مطالعه دو طرحواره مطرح گردید که اولی به شبیه سازی وضعیت اقلیمی منطقه با توجه به وجود دریاچه و دومی به شبیه سازی وضعیت اقلیمی منطقه با توجه به عدم وجود دریاچه، می پردازد. برای شبیه سازی ها از مدل های  [1]TAPM و [2]RegCM4 استفاده شده است. مدل سازی ها برای سال های  2003 و 2006 اجرا گردید و نتایج نشان می دهد که مدل RegCM4 از نتایج قابل قبول تری نسبت به دیگر مدل مورد استفاده، برخوردار است. به طور یکه هم دقت مدل در شبیه سازی متغیرهای جوی بیشتر بوده و هم اثر دریاچه در ماهیت دما و بارش منطق به طور  واقعی تری شبه سازی نموده است. بر اثر خشک شدن دریاچه ارومیه میزان بارش (میانگین 10 درصد) در منطقه کاهش پیدا می کند که این کاهش در فصل بهار بیش از دیگر فصول است. متوسط دما در دوره سرد سال کمتر از 5/0 درجه کاهش و در دوره گرم سال 5/0 درجه افزایش میابد. لازم به توضیح است که اثر دریاچه در ماهیت اقلیمی مناطق غربی و شرقی دریاچه به یک اندازه بوده و تفاوت قابل توجهی ندارد.   [1]- The Air Pollution Model [2] - Regional Climate Model

هدف از این تحقیق بررسی وضعیت آسایش حرارتی ساختمانی اداری با نمای تمام شیشه ای در اقلیم گرم و خشک در قسمت جنوب و جمع بندی معایب ساختمان در برابر اتلاف حرارت و در نهایت ارائه یک طرح ایده آل با راهکار مناسب می باشد. برای رسیدن به هدف ابتدا عوامل موثر بر اتلاف انرژی ساختمان مذکور مورد بررسی و بعد از آن تست درجه حرارت به صورت برداشت تجربی به وسیله دماسنج انجام گرفت و سپس به وسیله شبیه سازی با نرم افزار انرژی پلاس به تحلیل و بررسی وضعیت انرژی در ساختمان پرداخته شد . نتایج نشان می دهند که عامل اصلی اتلاف حرارت ساختمان، جبهه جنوبی ساختمان که دارای نمای شیشه ای در برابر تابش مستقیم آفتاب می باشد است. لذا پس از بررسی، مطالعات و شبیه سازی های انجام شده نشان داد که پوسته ی نمای چنین ساختمان هایی به داشتن مشکلاتی از قبیل آسایش حرارتی، تهویه طبیعی و خیرگی شناخته می شوند. بنابراین پس از بررسی راه حل های مختلف، چرخش 180 درجه ای ساختمان مد نظر قرار گرفت بطوریکه نمای شیشه ای سمت جنوب که دارای وضعیت نامطلوبیست به سمت شمال که فاقد تابش خورشید است، انتقال داده شود. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که در اقلیم گرم و خشک جهت جلوگیری از برافروختگی ساختمان نباید در جبهه جنوب از نمای شفاف با درصد بالا استفاده گردد. در نتیجه بار دیگر شبیه سازی ساختمان مذکور بعد از چرخش 180 درجه انجام گردید که نتایج شبیه سازی ساختمان بعد از چرخش نشان داد که اتلاف حرارت در جبهه جنوبی ساختمان که عامل اصلی اتلاف حرارت بود به حد معمول رسیده است.

بویلرها به عنوان یکی از مصرف کننده های عمده انرژی در ساختمان می باشند. به همین دلیل، افزایش راندمان این دستگاه و بهبود عملکرد آن، گام مؤثری در رفع مشکلات موجود در مصرف انرژی ساختمان و کاهش اتلاف انرژی است. با توجه به محدودیت منابع انرژی های فسیلی و افزایش روزافزون هزینه حامل های انرژی در دنیا ، تولیدکنندگان این تجهیزات همواره در جهت بهبود کارکرد و بهره گیری از تجهیزات کنترلی مناسب کوشیده اند. هدف انجام مطالعه حاضر، افزایش راندمان بازیابی حرارتی انرژی بخار آب موجود درگازهای حاصل از احتراق در دیگ چگالشی پوسته و لوله مواج می باشد. دیگ چگالشی مورد نظر برای بازیابی حرارتی، مبدل حرارتی پوسته و لوله مواج می باشد که فرآیند بازیابی حرارتی توسط کد تجاری CFD، ANSYS FLUENT 18.2 به صورت عددی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. در این مطالعه، تأثیر آرایش قرارگیری متفاوت لوله ها در داخل پوسته دیگ چگالشی به صورت عددی مورد تحلیل قرار گرفته است. حل عددی با نتایج آزمایشگاهی صحت سنجی شده است و مطابق نتایج به دست آمده، ماکزیمم خطای مشاهده شده بین نتایج به دست آمده، 9/6 و %9/8 می باشد که نشان می دهد شبیه سازی عددی حاضر از دقت کافی برخوردار است. همچنین، تعداد 10 لوله با سه آرایش متفاوت در داخل پوسته قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که مدل با آرایش قرارگیری نامنظم و غیرخطی لوله ها دارای انتقال حرارت گرمای نهان بهتری نسبت به دو مدل دیگر می باشد.

مدل های ریاضی یکی از ابزارهای مهم برای پیش بینی مقدار رسوبگذاری در بستر رودخانه ها و مخازن سد هستند که بر معادلات حاکم بر پدیده های مؤثر در انتقال، توزیع و  انباشت رسوب مبتنی می باشند. هدف از این تحقیق بررسی اتتقال رسوب و تغییرات پروفیل بستر در راستای طولی و عرضی در رودخانه یلفان سد اکباتان با استفاده از مدل 2/1    GSTARS می باشد . بررسی تغییرات مقاطع 1، 2و 3 با نتایج حاصل از شبیه سازی مدل نشان می دهد که دارای مطابقت قابل قبولی می باشد و نشان می دهد که در مقطع 4 مقدار فرسایش نسبت به مقاطع قبل افزایش و در مقاطع پایین دست رسوبگذاری افزایش یافته است. به طوری که میزان تغییرات مقاطع عرضی رودخانه از بالا به طرف پایین دست تقریبا هم سو و هم راستا با نتایج مدل بوده و میزان خطای محاسبه شده نیز این نتیجه را تأیید می نماید . نتایج حاصل از بررسی خط القعر درمدل بیان کننده افزایش میزان رسوبگذاری به طرف پایین دست و بالا بودن میزان فرسایش و کف کنی در بستر رودخانه در بالا دست می باشد . مقادیر ضریب همبستگی وضعیت فرسایش و رسوبگذاری محاسبه شده توسط مدل 2.1   GSTARS در مقاطع شبیه سازی شده طی مراحل کالیبراسیون و صحت سنجی 72/0و این مقدار برای پروفیل طولی رودخانه 53/0 به دست آمد که در حد قابل قبولی می باشند. بررسی ها نشان می دهد که مدل حجم رسوب انتقالی را برابر 36/1 میلیون متر مکعب برآورد کرده و نزدیکی آن با مقدار اندازه گیری شده به میزان 42/1 میلیون متر مکعب نشان داد که معادله یانگ در مدل Gstars 2/1 نتایج قابل قبولی ارائه کرده است، بنابراین پیشنهاد می شود به منظور اطمینان و کارایی بیشتر نتایج حاصل از اجرای مدل های شبه دو بعدی، نتایج حاصل با استفاده از مدل های دیگر مانند River intake نیز ارزیابی و اجرا شود.

هدف از این مطالعه شبیه سازی عددی و پیش بینی تغییرات آب وهوای ایران با تأکید بر دو پارامتر اقلیمی دما و بارش است. روش مورد استفاده این تحقیق الگوریتم شبکه های عصبی مصنوعی برای شبیه سازی متغیرهای دما و بارش 24 ساعته برحسب گام زمانی ماهانه در طی یک دوره 31 ساله نسبت به دوره پایه است. از تحلیل مانوا برای مقایسه میانگین تغییرات دما و بارش طی دوره مشاهده شده 2020-1990 و دوره شبیه سازی شده 2050-2020 استفاده شده است. نتایج مقایسه نشان می دهد، تفاوت معنی داری بین تغییرات دما و بارش 24 ساعته در ایستگاه های هواشناسی منتخب در ایران وجود دارد. مربع جزئی اتا محاسبه شده، تغییرات بارش و دمای ثبت شده به ترتیب برابر1/42 و 9/17 درصد، تغییرات بارش و دمای شبیه سازی شده نیز به ترتیب برابر6/41 و 1/18 درصد می باشد. بیشترین و کمترین بارش مشاهده شده در ماه های مارس و ژوئیه رخ داده است. شبیه سازی ها بیشترین و کمترین میزان بارش را برای ماه های مارس و اوت پیش بینی کردهاند. همچنین بیشترین و کمترین میانگین دمای مشاهده شده به ترتیب در ماه های ژوئیه و ژانویه رخ داده و شبیه سازی ها نیز این مقادیر را برای همین ماه ها پیش بینی کرده اند. نتایج مقایسه ایستگاه های هواشناسی منتخب طی دوره های مذکور نشان داد، بیشترین و کمترین مقادیر بارش مشاهده شده به ترتیب در ایستگاه های رشت ۹۵/۱۰۹و یزد ۳۶/۴ میلی متر ثبت شده و شبیه سازی ها نیز برای همین ایستگاه ها ۴۶/ ۱۱۲ و ۶۳/۵ میلی متر پیش بینی کرده اند. بیشترین و کمترین میانگین دمای مشاهداتی به ترتیب در ایستگاه های بندرعباس۹۹/۲۶ و اردبیل۳۶/۹درجه سانتی گراد ثبت شده و شبیه سازی ها نیز برای همین ایستگاه ها۱۰/۲۷و۴۵/۹ درجه سانتی گراد پیش بینی کرده اند.

فعالیت کشاورزی در هر منطقه به میزان زیادی به آب وهوا و تغییرات مولفه های آب وهوایی وابسته است. تغییر در پوشش سطحی مانند خشک شدن دریاچه ها نقش موثری بر مولفه های آب وهواشناسی در مقیاس خرد و محلی دارد. این پژوهش با استفاده از شبیه سازی رایانه ای (مدل TAPM) اثر خشک شدن دریاچه ارومیه را بر مولفه های هوا، و همچنین با استفاده از محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع به روش فائو-پنمن-مونتیث، اثر خشک شدن دریاچه ارومیه را بر تبخیر و تعرق گیاه گندم را در بازه کاشت-برداشت مورد مطالعه قرار داده است. بر اساس یافته های این پژوهش، افزایش دمای روزانه و کاهش رطوبت همراه با افزایش سرعت وزش باد، موجب افزایش تبخیر و تعرق گیاه گندم، به ویژه در ماه های مارس تا ژوئن بین 10 تا 25 میلیمتر در شرایط خشک شدن دریاچه ارومیه خواهد گردید. بر اساس نتایج پژوهش گیاه گندم در ماه های مارس و اوریل در شرایط خشک شدن دریاچه بیشترین تغییر تبخیرو تعرق را تجربه را خواهد نمود، و بر این اساس نیاز به آبیاری بیشتری در این بازه خواهد داشت.

از عوامل کنترل کننده ی فراسنج های جوی، پوشش سطحی است که تغییر در این پوشش سبب تغییراتی در ماهیت اقلیمی یک منطقه ایجاد می نماید. از مصداق های تغییر در پوشش سطحی در ایران، تغییر سطح آب دریاچه ی ارومیه و خشک شدن بخش های وسیعی از آن است. هدف از این مطالعه، آشکارسازی اثرات خشک شدن دریاچه ی ارومیه در فراسنج های جوی دما، بارش و رطوبت نسبی در شمال غربی کشور با استفاده از مدل TAPM است. بدین منظور در این مطالعه دو طرح واره مطرح گردید که اولی به شبیه سازی وضعیت اقلیمی منطقه با توجه به وجود دریاچه و دومی به شبیه سازی وضعیت اقلیمی منطقه با توجه به عدم وجود دریاچه می پردازد. مدل برای سال های 2003 و 2006 اجرا گردید و نتایج نشان می دهد که بر اثر خشک شدن دریاچه ی ارومیه، میزان بارش (میانگین 25 درصد) و رطوبت نسبی (میانگین 8 درصد) در منطقه کاهش پیدا می کند که این کاهش برای بارش در فصل زمستان و برای رطوبت در فصل تابستان بیش از دیگر فصول است. متوسط دما در دوره ی سرد سال 1/1 درجه کاهش و در دوره ی گرم سال 6/0 درجه افزایش می یابد. هم چنین بر اثر حذف دریاچه از منطقه، دمای کمینه در دوره ی سرد سال به میزان 8/1 درجه سانتی گراد کاهش و در دوره ی گرم سال به میزان 1/0 درجه افزایش می یابد. دمای بیشینه نیز در دوره ی سرد سال 5/0 درجه کاهش و در دوره ی گرم سال تا 3/1 درجه افزایش پیدا خواهد کرد. لازم به توضیح است که ماهیت اقلیمی مناطق غربی و شرقی دریاچه به یک میزان از خشک شدن دریاچه ی ارومیه متأثر می شوند.

در حوزه مالی، ریسک سیستماتیک، می تواند به صورت سقوط سیستم مالی نمایان شود. این ریسک که کلیه ی شرکت های بورسی را تحت تاثیر قرار می دهد، می تواند منجر به بی ثباتی در بازارهای مالی شود. در حالی که قبل از حرکت بورس های دنیا به سمت جهانی شدن، عمدتاً نوسانات اقتصادهای داخلی منشاء ایجاد ریسک های سیستماتیک بود، با افزایش ارتباط بین اقتصادهای دنیا و بالطبع بورس های اوراق بهادار، ریسک سیستماتیک دیگر صرفاً منشاء داخلی نداشته و تحولات در سطح اقتصادهای دنیا می تواند منشاء ریسک سیستماتیک باشد. بنابراین بخشی از ریسک سیستماتیک می تواند ناشی از گسترش ارتباطات جهانی بورس های اوراق بهادار باشد. بورس تهران به علت اهمیت و اثرگذاری نرخ برابری ارز و افت و خیز قیمت جهانی نفت و فلزات اساسی و مواد خام تحت تاثیر نوسانات بازارهای جهانی قرار می گیرد. بدین سبب در این مقاله سعی شده با استفاده از یک مدل ریاضی با پایه واکنش شیمیایی ، میزان ارتباط بورس اوراق بهادار ایران با بورس-های هند و چین مورد بررسی قرار گیرد. نتایج نشان داد، بورس ایران تحت تاثیر نوسانات بورس اوراق بهادار دو کشور هند و چین قرار نگرفته؛ زیرا نوسانات بورس اوراق بهادار ایران عمدتاً دارای منشاء داخلی است و این به سبب ارتباطات اندک اقتصاد ایران با اقتصادهای دنیا است.

هدف از این پژوهش ، شبیه سازی و ضعیت رسوبگذاری رودخانه ابرو سد اکباتان همدان با استفاده از مدل ریاضی GSTARS 2.1 می باشد .بدین ﻣﻨﻈﻮر ﺟﻬﺖ ﮐﺎﻟﯿﺒﺮاﺳﯿﻮن و واسنجی ﺑﺨﺶ ﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿﮏ و رسوب ﺟﺮﯾﺎن، از اﻃﻼﻋﺎت ﻫﯿﺪروﻣﺘﺮی اﯾﺴﺘﮕﺎه اﻧﺪازه ﮔﯿﺮی ابرو ، داده ﻫﺎی تغییرات رقوم سطح آب د رسال 1384 ، داده های هندسی مقطع عرضی برداشت شده در سال های 1384و 1397 و معادلات انتقال رسوب در ﯾ ﮏ دوره آﻣ ﺎری13 ساله استفاده شد . بررسی ها نشان می دهد که مقطع عرضی رودخانه از سال 84 تا 97 از حالتV شکل به U شکل در حال تغییر است. فرسایش بیشتر در ساحل چپ نسبت به ساحل راست رودخانه ابرو موجب افزایش عدم تقارن و کج شدگی بستر رودخانه شده است . افزایش ضریب مانینگ و ته نشینی رسوبات در قسمت های پر پیچ و خم مسیر رودخانه نیز منجر به توسعه پیچ و خم هاو مئاندری شدن رودخانه ابرو شده است . بررسی میزان رسوبگذاری در طول 13سال ( 84تا97) نشان می دهد که تراز مقطع عرضی رودخانه حدود 6/24سانتی متر و با استفاده از روابط رسوبی توفالتی و یانگ به ترتیب 8/22 و2/20 سانتی متر تغییر یافته که بیانگر تطابق خوب مدل در ارزیابی و شبیه سازی تغییر مقطع عرضی در اثر فرسایش و رسوبگذاری می باشد . به دلیل اینکه مقادیر شیب و سرعت در میانه محدوده مورد بررسی کمتر از ابتدا و بیشتر از انتها است، لذا میزان رسوبگذاری در میانه نسبت به ابتدا بیشتر و نسبت به پایین دست منطقه کمتر می باشد. پیشنهاد می شود از روش ها ی FLUVIAL 12,HEC-RAS استفاده تا کاربردی ترین روش انتخاب و بکار گرفته شود.