پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 158 |
| تعداد شماره‌ها | 6,239 |
| تعداد مقالات | 67,847 |
| تعداد مشاهده مقاله | 115,360,826 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 90,110,565 |
شبیه‌سازی عددی تاثیر شیب بستر کانال بر عملکرد هیدرولیکی سرریز جانبی مستطیلی لبه‌تیز با رژیم‌های زیر و فوق‌بحرانی | ||
| تحقیقات آب و خاک ایران | ||
| دوره 54، شماره 1، فروردین 1402، صفحه 67-84 اصل مقاله (2.31 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2023.354381.669440 | ||
| نویسندگان | ||
| فرهود کلاته* 1؛ احسان امین وش2 | ||
| 1گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران. | ||
| 2دانشجوی دکترا، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران. | ||
| چکیده | ||
| سرریزهای جانبی از انواع سازه‌های هیدرولیکی می‌باشند، که با اهداف متفاوت در سیستمهای انتقال آب بکار گرفته می‌شوند. در اکثر عملیات های احداث کانال‌های آبیاری و انتقال آب، براساس شرایط توپوگرافی زمین، کف کانال‌ها شیب‌دار اجرا می‌شود. هدف از تحقیق حاضر، بررسی عددی تغییرات شیب بستر کف و ارزیابی عملکرد سرریز جانبی در شرایط سیلابی و رژیم جریان فوق‌بحرانی و زیربحرانی می‌باشد. برای شبیه‌سازی جریان از روش دینامیک سیالات محاسباتی و نرم افزار ®FLOW-3D و از مدل آشقتگی RNG استفاده شد. با بررسی پروفیل سطح جریان عبوری از سرریزها در شیب بستر متفاوت مشاهده گردید که در یک شیب ثابت، در رژیم جریان زیربحرانی، روند پروفیل سطح از ابتدا تا انتهای سرریز افزایشی و در رژیم جریان فوق‌بحرانی کاهشی است. با افزایش شیب بستر کانال اصلی، سطح جریان عبوری از روی سرریز کاهش می‌یابد. به‌طور متوسط با تغییر رژیم از زیربحرانی به فوق‌بحرانی، راندمان سرریز 21/11 درصد کاهش یافت. افزایش شیب بستر باعث کاهش راندمان سرریز و ضریب دبی در رژیم جریان زیربحرانی تا 54/14 درصد و در رژیم جریان فوق‌بحرانی تا 26/9 درصد شد. افزایش ضریب دبی با افزایش ارتفاع سرریز، بین 6/4 تا 8/7 درصد متغیر بود. با افزایش شیب بستر کانال، سرعت در امتداد طولی سرریز، در رژیم جریان زیربحرانی و فوق‌بحرانی به ترتیب 88/10 و 17/6 درصد افزایش و سرعت عرضی در امتداد عرضی برای رژیم جریان زیربحرانی و فوق‌بحرانی به ترتیب 23/22 و 8/4 درصد کاهش یافت. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| توزیع سرعت؛ رژیم جریان؛ سرریز جانبی؛ شیب بستر؛ ضریب دبی جریان | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Numerical Simulation of the Effect of Channel bed Slope on the Hydraulic Performance of Sharp-Crested Rectangular Side Weir with Subcritical and Supercritical Regimes | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Farhoud Kalateh1؛ Ehsan Aminvash2 | ||
| 1Department of civil engineering; Faculty of civil engineering; University of Tabriz,; Tabriz; Iran. | ||
| 2Ph.D student; Department of civil engineering; Faculty of civil engineering; University of Tabriz; Tabriz; Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Side weirs are types of hydraulic structures, which are used for different purposes in water transmission systems. In most of the construction operations of irrigation channels and water transfer, based on the topographic conditions of the land, the bottom of the channels is sloped. The purpose of this research is to numerically investigate the changes in the slope of the bottom bed and evaluate the performance of the side weirs in flood conditions and supercritical and subcritical flow regimes. To simulate the flow, CFD method and FLOW-3D® software and RNG turbulence model were used. By examining the surface profile of the flow passing through the weirs at different bed slopes, it was observed that in a fixed slope, in the subcritical flow regime, the surface profile trend is increasing from the beginning to the end of the weir, and decreasing in the supercritical flow regime. As the slope of the main channel bed increases, the level of flow passing over the weir decreases. On average, by changing the regime from subcritical to supercritical, the weir efficiency decreased by 11.21%. Increasing the bed slope decreased the weir efficiency and discharge coefficient in the subcritical flow regime up to 14.54% and in the supercritical flow regime up to 9.26%. The increase in discharge coefficient with the increase of the weir height varied between 4.6 and 7.8 percent. With the increase of the slope of the channel bed, the velocity along the weir in the subcritical and supercritical flow regimes increased by 10.88 and 6.17%, respectively, and the transverse velocity decreased by 22.23 and 4.8 percent, respectively for the subcritical and supercritical flow regimes. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Bed slope؛ Flow rate coefficient؛ Flow regime؛ Side weir, ؛ Velocity distribution | ||
| مراجع | ||
|
Abbasi, S., Fatemi, S., Ghaderi, A., & Di Francesco, S. (2020). The effect of geometric parameters of the antivortex on a triangular labyrinth side weir. Water, 13(1), 14. Aydin, MC., & Emiroglu, ME. (2013). Determination of capacity of labyrinth side weir by CFD. Flow Measurement and Instrumentation, 29, 1–8. Azimi, H., & Shabanlou, S. (2018). Numerical study of bed slope change effect of circular channel with side weir in supercritical flow conditions. Applied Water Science, 8(6), 1-10. Azimi, H., Shabanlou, S., Ebtehaj, I., & Bonakdari, H. (2016). Discharge coefficient of rectangular side weirs on circular channels. International Journal of Nonlinear Sciences and Numerical Simulation, 17(7-8), 391-399. Bilhan, O., Emiroglu, M. E., & Kisi, O. (2010). Application of two different neural network techniques to lateral outflow over rectangular side weirs located on a straight channel. Advances in Engineering Software, 41(6), 831-837. Borghei, S.M., Jalili, M.R., & Ghodsian, M. (1999). Discharge coefficient for sharp-crested side weir in subcritical flow. Journal of Hydraulic engineering, 125(10), 1051-1056. Daneshfaraz, R., Aminvash, E., & Abbaszadeh, H. (2021). Numerical Simulation of Energy Dissipation in Crescent-Shaped Contraction of the Flow Path. Iranian Journal of Soil and Water Research, 52(5), 1299-1314 (in persian). Daneshfaraz, R., Aminvash, E., Di Francesco, S., Najibi, A., & Abraham, J. (2021b). Three-dimensional study of the effect of block roughness geometry on inclined drop. Numerical Methods in Civil Engineering, 6 (1), 1-9. Daneshfaraz, R., Aminvash, E., Esmaeli, R., Sadeghfam, S., & Abraham, J. (2020). Experimental and numerical investigation for energy dissipation of supercritical flow in sudden contractions. Journal of Groundwater Science and Engineering, 8(4), 396-406. Daneshfaraz, R., Aminvash, E., Ghaderi, A., Kuriqi, A., & Abraham, J. (2021a). Three-dimensional investigation of hydraulic properties of vertical drop in the presence of step and grid dissipators. Symmetry, 13(5), 895. De marchi, G. (1934). Saggio di teotia de funzionamental degli stramazzi laterali. L’Energia Electricia, Rome, Italy, 11, 849-860 (in Italian). Emiroglu, M. E., Agaccioglu, H., & Kaya, N. (2011). Discharging capacity of rectangular side weirs in straight open channels. Flow Measurement and Instrumentation, 22(4), 319-330. Esmaeilpour, L., Farsadizadeh, D., & Hosseinzadeh Dalir, A. (2016). Investigation of Hydraulic Characteristics of One-Side Semi-Circular Labyrinth SideWeir. Water and Soil Science, 26(1-1), 187-195 (in persian). Ghaderi, A., Dasineh, M., Abbasi, S., & Abraham, J. (2020). Investigation of trapezoidal sharp-crested side weir discharge coefficients under subcritical flow regimes using CFD. Applied Water Science, 10(1), 1-12. Gharib, R., Heydari, M., Kardar, S., & Shabanlou, S. (2020). Simulation of discharge coefficient of side weirs placed on convergent canals using modern self-adaptive extreme learning machine. Applied Water Science, 10(1), 1-11. Haghshenas, V., & Vatankhah, A. (2015). Comparison of Different Discharge Estimation Methods for Sharp-Crested Semi-Circular Side Weir under Subcritical Flow Regimes. Iranian Journal of Soil and Water Research, 46(4), 663-671 (in persian). Jalili Ghazizadeh, M., Fallahi, H., & Jabbari, E. (2022). Characteristics of water surface profile over rectangular side weir for supercritical flows. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 147(5), 04021011. Kadhim, A.M., & Majid, F. (2019). Experimental study to estimate the discharge coefficient over inclined side spillway. Wasit Journal of Engineering Sciences, 7(2), 44–54. Karimi, M., Jalili-Ghazizadeh, M., saneie, M., & Attari, J. (2020). Experimental study of piano key side weir with oblique keys. Amirkabir Journal of Civil Engineering, 52(7), 1671-1684 (in persian). Keshavarzi, A., Fararooi, A. R., & Honar, T. (2001). Hydraulic of flow over side weir in open-end and closed-end conditions. J. Irrigation and Drainage Engineering, ASCE, 123(4): 461-475. Maranzoni, A., Pilotti, M., & Tomirotti, M. (2017). Experimental and numerical analysis of side weir flows in a converging channel. Journal of Hydraulic Engineering, 143(7), 04017009. Paris, E., Solari, L., & Bechi, G. (2012). Applicability of the De Marchi hypothesis for side weir flow in the case of movable beds. Journal of Hydraulic Engineering, 10(1061), 653-656. Ramamurthy, A.S., Qu, J., & Vo, D. (2006). Nonlinear PLS method for side weir flows. Journal of irrigation and drainage engineering, 132(5), 486-489. Ranga Raju, K. G., Gupta, S.K., & Prasad, B. (1979). Side weir in rectangular channel. Journal of the Hydraulics Division, 105(5), 547-554. Rasaei, M., & Salemian, A. (2021). Application of numerical model in determining the discharge coefficient containing suspended sediments passing through side weirs. Journal of Hydraulic Structures, 7(3), 42-58. Rosier, B. (2007). Interaction of side weir overflow with bed-load transport and bed morphology in a channel. Laboratoire de constructions hydrauliques. Subramanya, K., Awasthy, D. & Satyanarayana, T. (1972). Spatially varied flow over side weirs. Journal of Hydraulic Division, 98(1), 1-10. Uyumaz, A. (2005). Discharge control by a side weir in a triangular main channel. 10th International Conference on Urban Drainage, Copenhagen, Denmark, August 21-26. Venutelli, M. (2008). Method of solution of non-uniform flow with the presence of rectangular side weir. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, ASCE, 134(6), 840-846. Yakhot, V., Orszag, S. A., Thangam, S., Gatski, T. B., & Speziale, C. G. (1992). Development of turbulence models for shear flows by a double expansion technique. Physics of Fluids A: Fluid Dynamics, 4(7), 1510-1520. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 144 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 138 |
||