| تعداد نشریات | 127 |
| تعداد شمارهها | 7,120 |
| تعداد مقالات | 76,525 |
| تعداد مشاهده مقاله | 152,958,559 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 115,122,267 |
تحلیل عملکرد شکاف کنترل مرکب ذوزنقهای تحت جریان هیدرولیکی زیربحرانی | ||
| تحقیقات آب و خاک ایران | ||
| دوره 56، شماره 8، آبان 1404، صفحه 2119-2136 اصل مقاله (2.31 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2025.394504.669957 | ||
| نویسندگان | ||
| امیرحسین محمودی رحمانی* 1؛ روحالله زنگانه1؛ امیر قادری2 | ||
| 1گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران | ||
| 2گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| چکیده | ||
| در محل اتصال کانالهای انتقال آب حامل جریان زیربحرانی با سازههای هیدرولیکی نظیر سیفونهای معکوس و تندآبها، میتوان از شکافهای کنترل برای ایجاد جریان با شرایط بحرانی و جلوگیری از افت سطح آب یا پس زدن آن در کانال بالادست بهره گرفت. در تحقیق حاضر، عملکرد شکاف کنترل مرکب ذوزنقهای برای اولین بار مورد بررسی قرار گرفته و نحوه تعیین بهینه ابعاد آن بهازاء وقوع دبیهای مختلف در بازه دبی طراحی کانال ارائه میشود. بهاینمنظور، با استفاده از معادلات انرژی مخصوص و در نظر گرفتن شرایط بحرانی جریان بر روی این سازه، روابط موردنیاز استخراج شده و با حل همزمان معادلات غیرخطی با استفاده از روش گرادیان کاهشیافته، ابعاد بهینه سازه برای سه حالت هیدرولیکی مختلف (دبیهای 10، 25 و 50 درصد دبی طراحی) محاسبه میگردد. سپس، نتایج حاصل با استفاده از مدلسازی در نرمافزار Flow3D نیز صحتسنجی میشود. با استفاده از این نرمافزار، مشخصات جریان از جمله عمق، انرژی مخصوص، توزیع سرعت و مسیر خطوط جریان بر روی شکاف کنترل پیشنهادی مورد ارزیابی قرار میگیرد. نتایج بررسیها نشان داد سازه یادشده قادر است شرایط جریان بحرانی را در بازهی گستردهای از دبیها با دقت مناسبی حفظ نماید. مقایسه دادههای نظری و نتایج عددی حاکی از تطابق قابلتوجه با میانگین خطای کمتر از 5 درصد بود. بهطور خاص، در حالتهای مختلف هیدرولیکی، خطای محاسبه عمق جریان بین 9/2 تا 5/4 درصد و خطای محاسبه انرژی مخصوص بین 2/3 تا 8/4 درصد مشاهده شد. از پژوهش حاضر میتوان دریافت که استفاده از شکاف کنترل مرکب ذوزنقهای موجب ایجاد شرایط بحرانی در جریان شده و از پایین افتادن سطح آب و یا پس زدن جریان در کانال بالادست بهازاء وقوع حالات هیدرولیکی گوناگون جلوگیری مینماید. | ||
| کلیدواژهها | ||
| انرژی مخصوص؛ جریان زیربحرانی؛ شکاف کنترل مرکب ذوزنقهای؛ عمق بحرانی؛ نیروی مخصوص | ||
| مراجع | ||
|
Ahadiyan, J., Abbasi Chenari, S., Azizi Nadian, H., Katopodis, C., Valipour, M., Sajjadi, S. M., & Omidvarinia, M. (2024). Sustainable systems engineering by CFD modeling of lateral intake flow with flexible gate operations to improve efficient water supply. International Journal of Sediment Research, 39(4), 629-642. Arora, J. S. (2012). Introduction to optimum design. Lowa: Elsevier. Askari, Z., Khodashenas, S. Z., Esmaili, K., Golian, M., Ostad-Ali-Askari, K., Singh, V. P. and Dalezios, N. R. (2019). Numerical analysis of hydraulic flow characteristics in prismatic compound channels using Flow3D software. American Research Journal of Civil and Structural Engineering, 3(1), 1-10. Ayoob, N. S., Hamaad, A. M. (2022). Numerical simulation for flow over a broad-crested weir using Flow-3D program. Civil Engineering and Architecture, 10(5), 2157-2171. Bayon, A., Valero, D., García-Bartual, R., Valles-Moran, F. J., Lopez-Jimenez P. A. (2016). Performance assessment of OpenFOAM and FLOW-3D in the numerical modeling of a low Reynolds number hydraulic jump. Environmental Modelling & Software, 80, 322-335. Das, A. (2011). Critical channel dimensions for open-channel transition design. Journal of Irrigation and Drainage Engineering (ASCE), 137(11), 735-743. Ghasemzadeh, F., & Kouchakzadeh, S. (2014). Design of trapezoidal flow measurement flume with crest level aligned with channel bed. Iranian Water Research Journal, 8(15), 1-10, (In Persian). Ghasemzadeh, F., & Kouchakzadeh, S. (2023). Simulation of hydraulic problems in Flow3D. Third edition, Tehran: Noavar publishing company, (In Persian). Hajialigol, S., Ahadiyan, J., Sajjadi, S. M., Hazi, M. A., Chadee, A. A., Nadian, H. A., & Kirby, J. T. (2024). Experimental analysis of turbulence measurements in a new dissipator structural (cross beams) in abruptly expanding channels. Results in Engineering, 21, 101829. Karamdokht Behbahani, M., Sajjadi, S. M., Ahadiyan, J. (2024). Hydraulic investigation of the flow through multiple rectangular Lopac gate in free flow and submerged mode by Flow3D software, Iranian Journal of Irrigation and Water Engineering, 14(4), 19-32, (In Persian). Kheybar, H., Sajjadi, S. M., & Ahadiyan, J. (2021). Effect of sudden canal contraction on the discharge coefficient and the energy dissipation coefficient of the elliptical LOPAC gate*. Irrigation and Drainage, 70(5), 1145-1154. Kim, B. J., Hwang, J. H., Kim, B. (2022). Flow-3D model development for the analysis of the flow characteristics of downstream hydraulic structures. Sustainability, 14, 1-17. Lee, J., Chan, H., Huang, C and Leu, J. (2012). Experiments on hydraulic relations for flow over a compound sharp-crested weir. International Journal of Physical Sciences, 7(14), 2229-2237. Majedi-Asl, M., Jahanpeima, M., Khodapanah-Rad, P., Kouhdaragh, M., Bagherzadeh, M. (2023). Numerical investigation of flow over the rectangular compound sharp-crested weir at different angles in plan. Civil Infrastructure Researches, 9(2), 51-65, (In Persian). Marosi, M., Roshan, R. & Sarkardeh, H. (2014). Analysis and design by Flow3D. First edition, Tehran: Fadakbook publishing company, (In Persian). Mobarak, F., sajjadi, S. M., Ahadiyan, J., Zeynivand, M. (2022). Numerical modeling of the effect of elliptical elongation on the hydraulic performance of an elliptical Lopac gate, Water and Irrigation Management, 12(2), 263-275, (In Persian). Mohammadi, M. & Vatankhah, A. (2020). Flow measurement flume with cylindrical and conical walls. Iranian Journal of Soil and Water Research, 51(7), 1637-1651, (In Persian). Nouroozi, S., Ahadiyan, J. (2017). Effect of Vortex Breaker Blades 45 Degree on Discharge Coefficient of Morning Glory Spillway Using Flow-3D, Irrigation Sciences and Engineering, 40(1), 191-200, (In Persian). Sarkamaryan, S. & Ahadiyan, J. (2020). Mathematical modeling of energy loss on Stepped Spillway Using ANSYS-CFX Numerical Model, Irrigation Sciences and Engineering, 43(1), 43-56, (In Persian). Shahabi, M., Ahadiyan, J., Ghomeshi, M., Narimousa, M., Katopodis, C., & Nadian, H. A. (2022). Numerical study of the effect of a V-shaped weir on turbulence characteristics and velocity in V-weir fishways. River Research and Applications, 39(1), 21-34. Shivapur, A., Mulangi, R., & Govardhan Swamy H. (2009). Use of inclined compound triangular notch-weir to improve discharge range, ISH Journal of Hydraulic Engineering, 15(3), 87-96. Taghavi, M., Ghodousi, H. (2015). Simulation of flow suspended load in weirs by using Flow3D model. Civil Engineering Journal, 1(1), 37-49. Taheri Talavari, T., Sajjadi, S.M., Ahadiyan, J. and Azizi Nadian, H., (2024). Numerical hydraulic and hydrodynamic investigation of flow passing through multiple elliptic lopac gates with Flow3D software. Advanced Technologies in Water Efficiency, 4(3), 40-60, (In Persian). Vatankhah, A.R. (2013a). Limiting dimensions for trapezoidal channels and control notches (design aid). KSCE Journal of Civil Engineering, 17(4), 850-857. Vatankhah, A.R. (2013b). Multiple critical depth occurrence in two-stage cross sections: effect of side slope change. Journal of Hydrologic Engineering (ASCE), 17(4), 850-857. Waterbeheer, S. L. E. (2002). Design of open channels and hydraulic structures. Netherlands: TU Delft University.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 85 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 89 |
||