| چکیده
|
شاید به صراحت بتوان گفت که هدف اصلی علوم مهندسی و کاربردی تسهیل کردن زندگی انسانها باشد و عامل اصلی برای توسعه این سیستم ها در واقع پاسخگویی به نیازهای اساسی انسان است و این مورد اساسی باعث تحولات مثبت و فن آوری جدید در جهت پیشرفت تمدن بشری شده است. مهندسی هیدرولیک یکی از شاخه های مهم علم مکانیک سیالات می باشد که به بررسی رفتار فیزیکی آب می پردازد. اهمیت مهندسی هیدرولیک در زندگی روزمره انسانها از یک طرف و سرعت روز افزون پیشرفت کامپیوترهای شخصی و امکان حل معادلات ریاضی پیچیده با روشهای عددی از سوی دیگر، اهمیت آموزش روش های عددی را هر چه بهتر در این شاخه از مهندسی روشن می نماید.
مدل های هیدرولیکی در دو بخش اساسی مدل های ریاضی و فیزیکی مورد بحث قرار می گیرد. هدف اصلی کتاب حاضر بررسی مدل های ریاضی می باشد. مدل های ریاضی در هیدرولیک در واقع بیان یک پدیده هیدرولیکی با استفاده از معادلات دیفرانسیل می باشد. این مدل های ریاضی در اکثر موارد دارای حل دقیق نبوده و نیاز به حل عددی معادلات فوق اجنتاب ناپذیر است. با ارائه مدل های ریاضی در هیدرولیک و حل آنها قادر به بررسی و تحلیل مسائل بسیار مشکل طبیعی- هیدرولیکی در محیط برنامه نویسی خواهیم شد.
حل معادلات پیچیده و غیر خطی حاکم بر رفتار جریان آب در شرایط گوناگون با دانش هیدرولیک محاسباتی و استفاده از کامپیوتر امروزه تا مراحل بسیار پیشرفته ای عملی شده است و این امر همچنان ادامه دارد. امکان حل معادلات پیچیده با روشهای عددی و شبیه سازی کامپیوتری اهمیت روشهای عددی و آموزش برنامه های کاربردی (برنامه های Flow3D , Hec-Ras Fluent Bently Hammer, Hytran, Epanet , و ...) را در هیدرولیک مدرن مشخص می سازد.
دقت شود که برنامه های کاربردی که برای شبیه سازی پدیده های هیدرولیکی به کار می روند بر اساس حل عددی و گسسته سازی معادلات به روش های مختلف استوار است. با یادگیری روش های عددی قادر خواهیم بود که طریقة حل مسائل ریاضی را که حل تحلیلی ندارند درک نمائیم. هر معادله ای که با آن مواجه می شویم با روش عددی قابل حل است. هنگامی که معادله حل تحلیلی دارد، استفاده از روش عددی آزمونی جهت درستی و دقت آن روش بوده و امکان مقایسه روش عددی با حل تحلیلی را به ما می دهد. با توجه به آنچه که ذکر شد، برای حل مسائل هیدرولیکی با روش عددی نیاز به اطلاعات کافی از ریاضی و برن
|