تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,504 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,122,528 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,230,510 |
بررسی آزمایشگاهی هیدرودینامیک جریان در آبراهههای مرکب پیچان با دیواره سیلابدشت همراستا | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
دوره 53، شماره 1، فروردین 1401، صفحه 189-203 اصل مقاله (2.96 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2022.332406.669104 | ||
نویسندگان | ||
سبحان مرادی1؛ کاظم اسماعیلی* 2؛ سعید رضا خداشناس2 | ||
1گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران | ||
2گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران. | ||
چکیده | ||
پیشبینی رفتار جریان در قوس رودخانههای مرکب پیچانی در برنامههای حفاظت سواحل (الگوی انتقال و تهنشست رسوبات)، انتشار آلودگی و کنترل سیلاب کاربردی و دارای اهمیت زیادی میباشد. ازاینرو؛ هیدرودینامیک جریان در آبراهة مرکب - پیچان با ضریب خمیدگی ثابت 3/1، و همراستایی دیوارة سیلابدشت با کانال اصلی در دو عمق نسبی 3/0 و 55/0 با استفاده از مدل آزمایشگاهی بررسی شد. به دلیل ساختار سهبعدی جریان در قوس آبراهه، تجزیهوتحلیل دادهها در هفت مقطع عرضی با زوایای صفر، 30 و 60 درجه نسبت به رئوس قوس با استفاده از سرعتسنج ADV در صفحههای مشبک با ابعاد cm2 3×3 و عمود بر جریان انجام گرفت. نتایج نشان داد؛ گرادیان هر سه مؤلفه سرعت در عمق نسبی 3/0 بیشتر از 55/0 است که نشان از قدرت بیشتر گردابها و شدت آشفتگی در عمق نسبی کمتر دارد. نسبت سرعت متوسط در ساحل خارجی سیلابدشت بهسرعت متوسط کل مقطع، مشابه ساحل داخلی، تابع عمق نسبی جریان بوده و به ترتیب کمتر و بیشتر از یک است. به همین علت، جریان در سیلابدشت خارجی بر خلاف سیلابدشت داخلی اثر کاهنده بر سرعت جریان در آبراهه اصلی دارد. همچنین نسبت سرعت متوسط جریان در آبراهه اصلی بهسرعت متوسط کل بهازای افزایش عمق نسبی تقریبی از 3/0 به 55/0 کاهشیافته و به یک نزدیک میگردد. تنش رینولدز در نزدیک بستر آبراهه اصلی، دارای مقادیر بیشینه و مثبت بوده و با فاصله گرفتن از بستر، با روندی کاهشی، به مقدار منفی رسیده و کمینه خود را در نزدیکی سطح جریان نشان میدهد. همچنین در لبه دشتهای سیلابی نیز مقدار این پارامتر موضعی افزایش مییابد. | ||
کلیدواژهها | ||
قوس رودخانه؛ انتقال مومنتوم؛ جریان آشفته؛ پیچانرود مرکب | ||
مراجع | ||
Al-Khatib, I. A., Abaza, Kh. A. and Fkhidah, I. A. (2014). Prediction of zonal and total discharges in smooth straight prismatic compound channels using regression modeling. Flow Meas. Instrum. 38, 40-48. Bennett, S. J. and J. L. Best. (1995). Mean flow and turbulence structure over fixed, two-dimensional dunes: Implication for sediment transport and bed form stability. Sedimentology, 42, 491-513. Da Silva, A. M. F. (1995). Turbulent flow in sine-generated meandering channels. Thesis (Ph.D.), Department of Civil Engineering, Queen's University, Kingston Canada. Da Silva, A.M.F. (2006). On why and how do rivers meander. Journal of Hydrauic Research, 44(5), 579–590. Dupuis, V., Proust, S., Berni, C. and Paquier, A. (2017). Mixing layer development in compound channel flows with submerged and emergent rigid vegetation over the floodplains. Experiments in Fluids, 58(4), 30. Ervine, D.A., Babaeyan-Koopaei, K. and Sellin, R.H.J. (2000). Two- dimensional solution for straight and meandering overbank flows, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 126(9), 653-669. Hamidifar, H. and Omid, M.H. (2013). Floodplain vegetation contribution to velocity distribution in compound channels. Journal of Civil Engineering and Urbanism. 3(6), 357-361. Hamidifar, H., Omid, M. H., & Keshavarzi, A. (2016). Kinetic energy and momentum correction coefficients in straight compound channels with vegetated floodplain. Journal of hydrology, 537, 10-17. J. Fluid Mech. 222, 617-646. Kang H. and choi S. U. (2005). Reynolds stress modelling of rectangular open channel flow. International Journal for Numerical Methods in Fluids. 51(11), 1319-1334. Liu, C., Wright, N., Liu, X. and Yang, K. (2014). An analytical model for lateral depth-averaged velocity distributions along a meander in curved compound channels, Advances in Water Resources, 74, 26–43. Mohanta, A. and Patra, K.C. (2019). MARS for Prediction of Shear Force and Discharge in Two-Stage Meandering Channel. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 145(8), 04019016. Mohanty, P.K. (2019). Flow and its distribution in wide meandering compound channels. Journal of Hydrology, 575,115-130. Myers, W. (1978). Momentum transfer in a compound channel. Journal of Hydraulic Research. 16(2), 139-150. Naghavi, M., Mohammadi, M.A and Mahtabi, G. (2020). The intensity of turbulence and shear stress of the wall in the twisted composite channel due to the change of the bending coefficient. Modeling in Engineering, 18(60), 53-69. (In Farsi) Nezu I. and Rodi W. (1985). Experimental Study on Secondary Currents in Open- channel Flow. 21st IAHR Congress, Melbourne Australia. 115-119. Pan, Y., Li, Z., Yang, K. and Jia, D. (2019). Velocity distribution characteristics in meandering compound channels with one-sided vegetated floodplains. Journal of Hydrology. 578, 124068. Parsaie, A. (2016). Analyzing the distribution of momentum and energy coefficients in compound open channel. Modeling Earth Sys. Environ. 2, 1-5. Shahsavari, H., Khodashenas, S, R., Esmaili, K. (2020). Investigation of Relative Depth Effect on Flow Characteristics in Meandering Compound Channel. Iranian Journal of Soil and Water Research. 51(8), 2111-2124. (In Farsi) Sellin, H. J. (1964). A Laboratory Investigation into the Interaction between Flow in the Channel of a River and That of Floodplain. La Houille Blanche, 7, 793-801. Shiono, K. and Knight, D. W. (1991). Turbulent open-channel flows with variable depth across the channel. Shiono, K., and Muto, Y. (1998). Complex flow mechanisms in compound meandering channels with overbank flow. Journal of fluid mechanics, 376, 221-261. Shiono, K., Chan, T.L., Spooner, J., Rameshwaran, P. and Chandler, J.H., (2009). The effect of floodplain roughness on flow structures, bedforms and sediment transport rates in meandering channels with overbank flows: Part I. Journal of Hydraulic Research, 47(1), 5-19. Tominaga, A., Nezu, L., Ezaki, K. and Nekagawa, H. (1989). Three-dimensional turbulent structure in straight open channel flows. Journal of Hydraulic Research. 27(1), 149-173. Yan, X., Rennie, C. D., & Mohammadian, A. (2020). A three-dimensional numerical study of flow characteristics in strongly curved channel bends with different side slopes. Environmental Fluid Mechanics, 20, 1491-1510. Yang, K. J., Cao, S.Y. and Knight, D. W. (2007). Flow patterns in compound channels with vegetated floodplains, Journal of Hydraulic Engineering. 133(2), 148-159. Yonesi, H.A., Omid, M.H. and Ayyoubzadeh, S.A. (2013). The hydraulics of flow in non-prismatic compound channels. Journal of Civil Engineering and Urbanism. 3(6), 342-356. Zahiri, A., & Najafzadeh, M. (2018). Optimized expressions to evaluate the flow discharge in main channels and floodplains using evolutionary computing and model classification. International Journal of River Basin Management, 16(1), 123-132. Zahiri, A., Abdolmajidi, H., Ghorbani Koohi Kheili, S. and Dehghani, A. (2012). Simulation of lateral velocity distribution in rivers using Finite Elements Method (Case study: Berentine hydrometric station in Minab River). Journal of Water and Soil Conservation, 19(2), 63-80. (In Farsi)
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 343 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 322 |