مدلسازی ریاضی جداسازی نفت از آب با استفاده از فیلترهای ساختهشده از منسوجات
دوره 19، شماره 2، تابستان 1404، صفحه 91-106
https://doi.org/10.22034/iwrj.2025.15187.2678
محمد جمالی، محمد شایان نژاد، سید مهدی حجازی
چکیده آلودگی نفتی منابع آبی از مهمترین معضلات زیستمحیطی عصر حاضر است که پیامدهای جبرانناپذیری بر اکوسیستمهای آبی، منابع آب و سلامت انسان دارد. در این مطالعه، عملکرد سه نوع منسوج فنی شامل پلیاستر (PET)، پلیپروپیلن (PP) و منسوج ترکیبی پلیاستر و پلیپروپیلن (BC) در جذب نفت از مخلوط آب و نفت بررسی شد. یک سامانه ساده و کمهزینه برای فیلتراسیون طراحی و آزمایشها در غلظتهای مختلف نفت خام (10، 20 و 30 درصد وزنی) انجام شد. بهمنظور تحلیل فرایند جذب، از مدلی مبتنی بر قانون بقای جرم و رفتار سینتیکی مرتبه اول استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل پیشنهادی، بهویژه در غلظتهای پایین و متوسط، توانایی بالایی در بازنمایی رفتار دینامیکی جذب دارد. در منسوج BC، ضریب تعیین (R²) بین 91/0 تا 96/0 و NRMSE کمتر از 8 درصد بود. برای PET، بهترین نتایج در غلظت 20 درصد با R2 و NRMSE به ترتیب برابر 94/0 و 38/2 درصد بهدست آمد. در غلظت ۳۰ درصد، عملکرد مدل کاهش یافت، بهطوریکه مقادیر R² و NRMSE به ترتیب به 03/0 و 40/7 درصد رسید. در مجموع، منسوج BC به دلیل ساختار متخلخل خود، بیشترین ظرفیت جذب و بهترین تطابق با دادههای تجربی را داشت. نمودار تیلور نیز برتری مدل برای PET و BC نسبت به PP را تأیید کرد. نمودار تیلور نشان داد که برای منسوجهای BC و PET در غلظتهای 10 و 20 درصد، ضریب همبستگی بیش از 9/0 و RMSE پایین بود، اما برای PP در 30 درصد، ضریب همبستگی حدود 7/0 و RMSE بالاتر گزارش شد که بیانگر کاهش دقت مدل در غلظت بالا است. این یافتهها میتوانند در طراحی فیلترهای نوین جذب نفت کاربرد مؤثری داشته باشند.
بررسی تاثیر روش های کم آبیاری متناوب و سنتی در آبیاری قطره ای بر برخی از صفات سیب زمینی در شهرکرد
دوره 11، شماره 2، تابستان 1396، صفحه 1-9
سودابه گلستانی کرمانی، محمدرضا نوری امامزاده ئی، محمد شایان نژاد، علی شاه نظری، عبدالرحمن محمد خانی
چکیده امروزه استفاده از روشهای کمآبیاری، عامل مؤثری برای صرفهجویی و افزایش راندمان مصرف آب در بخش کشاورزی است. پس در این پژوهش به بررسی اثر اعمال تنش کمآبی در روش کمآبیاری سنتی و کمآبیاری بخشی بر گیاه سیبزمینی پرداخته شده است. بدینمنظور رقم آگریا در بهار سال 1391 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد و در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار کشت شد. تیمارهای آبیاری اعمال شده شامل آبیاری کامل و کمآبیاری در سه سطح پتانسیل ماتریک خاک (60-، 80- و 120- کیلوپاسکال) بودند که بعد از مرحله غدهزایی و در قالب دو روش کمآبیاری سنتی و کمآبیاری بخشی اعمال شدند. تجزیه و تحلیل نتایج به دست آمده نشان داد کمآبیاری بخشی سبب بهبود وزن خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه، عملکرد بوته و بازار پسندی غدهها شده است. بیشترین مقدار وزن خشک غده نیز در کمآبیاری بخشی با سطح مکش 120- کیلوپاسکال مشاهده شد. کارایی مصرف آب نیز بهبود یافت و بیشترین مقدار کارایی از روش کمآبیاری بخشی با سطح مکش 120- کیلوپاسکال و به میزان 5.11 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد که نسبت به نمونه تحت آبیاری کامل 14.33 درصد افزایش داشت و سبب صرفهجویی 22.45 درصدی در مقدار آب مصرفی شد.
تعیین ابعاد بهینه زهکش پنجهای بر اساس بهترین خط نشت در سدهای خاکی همگن با استفاده از مدل آزمایشگاهی
دوره 10، شماره 1، بهار 1395، صفحه 1-10
سعید صالحی، محمد شایان نژاد، سید سعید اخروی، نویده نجف پور
چکیده در این مقاله تأثیر زاویه و ابعاد زهکش پنجهای بر خط نشت آزاد آب در بدنه سدهای خاکی همگن با استفاده از مدل نرم آزمایشگاهی بررسی شده است. با توجه به خلأ مطالعاتی در مورد ارتفاع بهینه زهکش پنجهای سدهای خاکی و عدم وجود استاندارد معروف و ملزوم، در این پژوهش به این موضوع مهم پرداخته و روش کار بحث شده است. بدین منظور مدل آزمایشگاهی مناسبی ایجاد شد. آزمایشها با ارتفاعهای مختلف آب در پشت دیواره سد خاکی همگن انجام شد و با استفاده از دادههای پیزومتریک، وضعیت خط نشت آزاد آب در حالتهای مختلف زهکش پنجهای مقایسه شد. در پنجه سد سه نوع زهکش با زاویههای 45، 60 و 90 درجه در ارتفاعات مختلف ساخته شدند و روند خط نشت در بدنه سد خاکی در حالتهای مختلف آزمایش و در حداکثر ارتفاع آب سد خاکی با استفاده از هفت چاهک مشاهداتی در بدنه سد و 30 پیزومتر در دیواره فلوم برداشت شد. زهکشها در سه مقطع با سه ارتفاع ساخته شدند که در ادامه 9 مدل آزمایشگاهی آماده شد و دادههای نشت و دبی برداشت گردیده شد. منحنیهای برداشت شده در نقاط انتهایی خط نشت از روند خطی تبعیت میکردند این امر موجب شد معادلات ریاضی خط نشت در انتهای بدنه سد و ابتدای ورود به زهکش ترسیم گردد. و محل برخورد خط با بدنه زهکش از حل عددی معادلات ریاضی خط نشت و خط ریاضی در یک
تخمین و بازسازی دادههای حداکثر بارش 24 ساعته در استان چهارمحال و بختیاری با استفاده از رگرسیون فازی
دوره 5، شماره 1، خرداد و تیر 1390، صفحه 179-186
محمد مهدی متینزاده، روح الله فتاحی، محمد شایان نژاد، خدایار عبداللهی
چکیده اساس مطالعات هیدرولوژی و هواشناسی، دادههای آماری پیوسته و کافی است. حداکثر بارش 24 ساعته سالانه، در زمینههای مختلف طراحی تأسیسات آبی و مهندسی استفاده میشود. رگرسیون فازی به عنوان یک ابزار انعطافپذیر که قابلیت استفاده در بسیاری از سامانهها را دارد، جهت ارائه و توسعه یک تکنیک جدید برای تخمین و بازسازی دادههای حداکثر بارش 24 ساعته بکار گرفته شده است. در این تحقیق کارآیی استفاده از رگرسیون فازی در بازسازی دادههای حداکثر بارش 24 ساعته در استان چهارمحال و بختیاری صورت گرفت. برای ارزیابی کارائی مدل فوق، از شاخصهای آماری RMSE، P% و R2 استفاده شد. نتایج بدست آمده از مدل رگرسیون فازی با روشهای نسبت نرمال، محورهای مختصات، رگرسیون ساده و رگرسیون چند متغیره مورد مقایسه قرار گرفت. مقدار ضریب تعیین (R2) میان مقادیر مشاهدهای و برآورد شده حاصل از مدل رگرسیون فازی در اقلیم بسیار مرطوب، نیمه مرطوب، مدیترانهای و نیمهخشک بهترتیب برابر با 0.67، 0.75، 0.81 و 0.87 بهدست آمد. نتایج بازسازی در هر یک از چهار اقلیم موجود در این استان نشاندهنده برتری معنیدار تکنیک رگرسیون فازی نسبت به سایر روشهای متداول است.
بررسی کاربرد روش هال اصلاحشده در مدل ترکیبی بیلان حجمی-اینرسی صفر برای آبیاری جویچهای
دوره 4، شماره 1، تیر 1389، صفحه 11-18
سودابه گلستانی، محمد شایان نژاد، سید حسن طباطبائی
چکیده دقت نتایجی که از مدلها بهدست میآید به کیفیت اطلاعات و انتخاب مدل مناسب بستگی دارد. به کارگیری مدل ترکیبی بیلان حجمی- اینرسی صفر (VB-ZI) توسط گلستانی و همکاران، باعث بهبود نتایج پیشبینی در آبیاری جویچهای شده است. هدف این تحقیق، افزایش دقت مدل (VB-ZI) در تخمین مسافت پیشروی در آبیاری جویچهای است. در این تحقیق از روش هال اصلاحشده در محاسبه حجم ذخیره زیرسطحی استفاده شد. برای سنجش دقت مدل توسعه داده شده در آبیاری جویچهای، از سه سری داده مربوط به مزارع با بافت و مشخصات مختلف استفاده شد. این اطلاعات شامل ضرایب هندسی و هیدرولیکی شکل مقطع جویچه، زمان پیشروی، دبی ورودی و خروجی جویچه، ضریب زبری مانینگ، شیب و ضرایب معادله نفوذ در هر جویچه است. سنجش مدل مذکور با استفاده از ضرایب آماره جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب جرم مانده CRM)) و کارآیی مدل (ME) انجام شده است. نتایج بهدست آمده نشان میدهد که دقت مدل توسعه داده شده (MVB-ZI) در تخمین مسافت پیشروی، نسبت به مدل بیلان حجمی (VB) و همچنین نسبت به مدل (VB-ZI) افزایش یافته است. میزان RMSE برای مدل (MVB-ZI) در سری اول تا سوم دادهها بهترتیب 26.57، 12.71 و 20.49 بهدست آمد که این مقادیر برای مدل (VB-ZI) بهترتیب 30.13، 14.63 و 22.48 است. مقدار CRM نیز برای سری اول، دوم و سوم دادهها بهترتیب 0.217، 0.272 و 0.303 بهدست آمد که نشاندهنده بیشبرآوردی مدل نسبت به مقادیر واقعی است. با توجه به سادگی مدل توسعه داده شده نسبت به مدل اینرسی-صفر و همچنین دقت بالاتر نسبت به مدل بیلان حجمی توصیه میشود از مدل توسعه داده شده، استفاده شود.
