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 انسان ها از یک طرف و سرعت روز افزون پیشرفت کامپیوترهای شخصی و امکان حل معادلات ریاضی پیچیده با روش های 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 روش های عددی و شبیه سازی کامپیوتری اهمیت روش های عددی و آموزش برنامه های کاربردی (برنامه های Flow3D , Hec-Ras Fluent Bently Hammer, Hytran, Epanet ) 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 طریقه 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 برنامه نویسی کامپیوتری آشکار می گردد.
این کتاب در شش فصل تنظیم شده است.
فرض بر این است که خواننده کتاب اطلاعات اولیه مربوط به هیدرولیک، محاسبات عددی، معادلات دیفرانسیل و برنامه نویسی در Matlab را دارا می باشد. مطالب کتاب طوری تنطیم شده است که در بر گیرنده تمامی بخش های هیدرولیک (هیدرولیک لوله، هیدرولیک جریانهای باز و هیدرولیک آبهای زیرزمینی) باشد.
از ویژگی های بارز این کتاب، سادگی بیان و ارائه قدم به قدم مطالب، حل مثال های کاربردی و ساده و همچنین استفاده از برنامه Matlab در حل مسائل مختلف می باشد.
محور فکری و اندیشه تالیف این کتاب با دقت و ظرافت خاص تدوین شده عالی است. در تالیف کتاب مروری بر هیدرولیک محاسباتی، آقای دکتر دانشفراز از تخصص، تبحر و تجارب چندین ساله تدریس دانشگاهی و پژوهش های کاربردی شخصی خود در زمینه های مختلف کتاب بهره جسته و توانسته است اطلاعات جامع و مفیدی را برای جامعه علمی و دانشجویی کشور ارائه دهد.
حل معادلات هیدرولیکی ساده
جریان های غیر دائمی
معادلات دیفرانسیل جزئی و حل عددی
کاربرد روش تفاضل محدود در حل مسائل هیدرولیکی
معادلات دیفرانسیل جزئی و حل عددی
کاربرد روش تفاضل محدود در حل مسائل هیدرولیکی