تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,104,747 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,210,514 |
تاثیر اصلاح فرم هندسی پلههای سرریز پلکانی بر پارامترهای هیدرولیکی و استهلاک انرژی جریان | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
دوره 53، شماره 5، مرداد 1401، صفحه 1035-1055 اصل مقاله (3.43 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2022.342428.669257 | ||
نویسندگان | ||
امیر قادری* ؛ سعید عباسی | ||
گروه عمران، دانشکده عمران و نقشه برداری، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران | ||
چکیده | ||
سرریزهای پلکانی یکی از سازههای متداول بهمنظور استهلاک انرژی بوده که از طریق پلهها با ایجاد آشفتگی و مقاومت اصطکاکی بیشتر در برابر جریان، استهلاک انرژی در طول سازه را افزایش میدهد. در این تحقیق، با انجام یکسری آزمایشات، تاثیر اصلاح فرم پلهها با اعمال همزمان المانهایی بر روی پله و لبه آن بر روی الگوی جریان، نقطه شروع هوادهی بر روی سرریز، مشخصات پرش هیدرولیکی در پاییندست و میزان استهلاک انرژی جریان عبوری از مدلهای سرریز مورد ارزیابی قرار گرفت. المانهای لبه بصورت ممتد و برش خورده و المانهای روی پله در آرایشهای مختلف روی پله قرار گرفتند و نتایج با حالت سرریز پلکانی ساده مقایسه شدند. در نهایت با اعمال این المانها بر روی یکی از سرریزهای مورد بهرهبرداری شده، تاثیر اصلاح پلهها بر مشخصه جریان ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که بکارگیری همزمان المانهای روی پله و لبه باعث برخی تلاطم و نوسانات بر روی سطح جریان شده اما بر روی رژیم جریان تاثیر چندانی ندارد. اختلاط جریان پس از برخورد با موانع بر روی نقطه شروع هوادهی تاثیر میگذارد و باعث انتقال محل نقطه شروع هوادهی به بالادست سرریز پلکانی میشود. اصلاح پلهها باعث کاهش عمق ثانویه و طول پرش به ترتیب 29/26 و 24/34 درصد و افزایش 38/14 درصدی در میزان اصلاح انرژی جریان میگردد. تأثیر المانهای الحاقی در عملکرد مدلهای اصلاحی در دبیهای پایین بیشتر است. اصلاح پلههای سرریز پلکانی سیاهبیشه بالا با الحاق المانها بر روی پله و لبه آن باعث کاهش 8/9 درصدی سرعت جریان در پاییندست سرریز، افزایش 63 درصدی انرژی آشفته و افزایش 32/11 درصدی در میزان استهلاک انرژی جریان میگردد. | ||
کلیدواژهها | ||
سرریز پلکانی اصلاح شده؛ المان های روی پله؛ استهلاک انرژی؛ مشخصات پرش؛ سرریز سیاه بیشه | ||
مراجع | ||
Akhgar, S., Roushangar, K. (2020). Numerical and experimental study of pitched steps effects in stepped spillway on the hydraulic parameters and energy dissipation in the skimming flow. Amirkabir Journal of Civil Engineering, 52(8), 2043-2058. (In Farsi) Carosi, G. and Chanson. H. 2008. Turbulence characteristics in skimming flows on stepped spillways, Canadian Journal of Civil Engineering. 35 (9): 865–880. Chanson, H. and Toombes, L. (2001). Air–water flow down stepped chute: turbulence and end flow structune observations, Internationadl Journal of multiphase Flow. 28. Daneshfaraz, R. Bagherzadeh, M. Ghaderi, A. Di Francesco, S. and Asl, M. M. (2021a). Experimental investigation of gabion inclined drops as a sustainable solution for hydraulic energy loss. Ain Shams Engineering Journal, 12(4), 3451-3459. Daneshfaraz, R., Aminvash, E., Ghaderi, A., Kuriqi, A., & Abraham, J. (2021b). Three-dimensional investigation of hydraulic properties of vertical drop in the presence of step and grid dissipators. Symmetry, 13(5), 895. Felder S. Guenther P. and Chanson. H. 2012. Air-Water Flow Properties and Energy Dissipation on Stepped Spillways: a Physical Study of Several Pooled Stepped Configurations. Hydraulic Model Report No. CH87/12, School of Civil Engineering, The University of Queensland, Brisbane, Australia. Felder. S. and Chanson. H. (2014). Effects of step pool porosity upon flow aeration and energy dissipation on pooled stepped spillways. Journal of Hydraulic Engineering. 140 (4): 04014002 Felder. S. Geuzaine. M. Dewals. B. and Erpicum. S. (2019). Nappe flows on a stepped chute with prototype-scale steps height: Observations of flow patterns, air-water flow properties, energy dissipation and dissolved oxygen. Journal of Hydro-environment Research. 27: 1-19. Ghaderi, A. Abbasi, S. Abraham, J. and Azamathulla, H.M. (2020). Efficiency of trapezoidal labyrinth shaped stepped spillways. Flow Measurement and Instrumentation, 72, 101711. Ghaderi, A.; Abbasi, S. and Di Francesco, S. )2021 (. Numerical Study on the Hydraulic Properties of Flow over Different Pooled Stepped Spillways. Water, 13, 710. Ghaderi. A. and Abbasi. S. (2021a). Experimental and Numerical Study of the Effects of Geometric Appendance Elements on Energy Dissipation over Stepped Spillway. Water, 13, 957. Ghaderi, A., and Abbasi, S. (2021b). Experimental Study of Energy Dissipation over Stepped Spillway with Appendance Elements on the Steps. Iranian Journal of Irrigation & Drainage, 15(3), 494-509. (In Farsi) Gonzalez, C.A. and Chanson, H. (2004). Scale Effects in Moderate Slope Stepped Spillways Experimental Studies in Air-Water Flows, 8th National Conference on Hydraulics in Water Engineering, Australia. 560. Hamedi. A. Mansoori. A. Malekmohamadi. I. and Roshanaei. H. (2011). Estimating energy dissipation in stepped spillways with reverse inclined steps and end sill. World Environmental and Water Resources Congress. Bearing Knowl Sustain. ASCE. Heydari orojlo, S., Mousavi Jahromi, S., Adib, A. (2010). Influence of the steeped spillway slope on the number of optimal steps. Irrigation Sciences and Engineering, 33(2), 127-140. (In Farsi) Jam, M., Talebbeydokhti, N., and Mardashti, A. (2014). Evaluation of Energy Dissipation over Dentate Blocks Spillway and Comparing the Energy Dissipation with Stepped Spillway. Journal of Hydraulics, 9(2), 1-10. (In Farsi) Mero. S. and Mitchell. S. (2017). Investigation of energy dissipation and flow regime over various forms of stepped spillways. Water and Environment Journal, 31 (1): 127-137. Morovati, K. Eghbalzadeh, A. and Soori, S. (2016). Study of Energy Dissipation of Pooled Stepped Spillways. Civil Engineering Journal. 2(5), 208-220. Nohani. E. bahadoribirgani. B. Jalili. D. and Mirazizi. S. (2015). Study The Effect of The Number of steps on Energy Dissipation of Stepped Spillways in Non-Nappe or Skimming Flow. Journal of Novel Applied Sciences. 4 (9): 932-939. Rajaratnam, N. (1990). Skimming Flow in Stepped Spillways. Journal of Hydraulic Engineering. 116: 587–591. Rice, C.E. and Kadavy, K.C. (1996). Model study of roller compacted concrete stepped spillway. Journal of Hydraulic Engineering. ASC., 122(6): 292-297. Roushangar, K., and Akhgar, S. (2019). Numerical and experimental Study of the influence of Wedge Elements on Roughness and Energy dissipation over stepped spillway. Iranian Journal of Irrigation & Drainage, 13(1), 78-88. (In Farsi) Shahheydari, H. Nodoshan, E. J. Barati, R., and Moghadam, M. A. (2015). Discharge coefficient and Sohrabi, Z., Sarvarian, J., and Mamizadeh, J. (2020). Development a Two-objective Simulation - Optimization Model for Optimal Design of Geometric Dimensions and Slope of the Stepped Spillway of Upstream Siah-Bisheh Dam Using NSGA-II Algorithm. Iranian Journal of Soil and Water Research, 51(2), 469-478. (In Farsi) Sarkamaryan, S. and 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 Farsi) Torkaman Sarabi, M., Rajaei, S., Gol Kar.Hamzehe Yazd, H. (2020). The Effect of Stone Aggregate Size on Energy loss in Gabion Stepped Spillway. Iranian Journal of Irrigation & Drainage, 14(4), 1175-1186. (In Farsi) Tokyay, N. D. (2005). Effect of channel bed corrugations on hydraulic jumps. Global Climate Change Conference, EWRI, May 15-19, Anchorage, Alaska, USA, 408(173), 408-416. Water Research Institute. (2005). Final report of the hydraulic model of the upper and lower Siah Bisheh dam reserves. Department of Hydraulic Structures, Water Institute, Ministry of Energy, First volume, Iran. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 419 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 323 |