هیدرولیک
مهران صادقلو؛ مهدی حمیدی
چکیده
احداث پل‌ها و سازههای هیدرولیکی در مسیر جریان رودخانهها، رخداد آبشستگی در اطراف پایه‌های پل را در پی دارد. بدین منظور طراحی و اجرای اقدامات کاهش آبشستگی از موارد ضروری در مطالعات این حوزه می‌باشد. در این پژوهش از گروه زوج صفحات مستغرق برای کاهش آبشستگی پایه پل استفاده شده‌است. مدل‌های عددی در نرم‌افزار FLOW-3D شبیه‌سازی شده ...
بیشتر
احداث پل‌ها و سازههای هیدرولیکی در مسیر جریان رودخانهها، رخداد آبشستگی در اطراف پایه‌های پل را در پی دارد. بدین منظور طراحی و اجرای اقدامات کاهش آبشستگی از موارد ضروری در مطالعات این حوزه می‌باشد. در این پژوهش از گروه زوج صفحات مستغرق برای کاهش آبشستگی پایه پل استفاده شده‌است. مدل‌های عددی در نرم‌افزار FLOW-3D شبیه‌سازی شده و حساسیتسنجی ابعاد مش، مدل‌های آشفتگی و زمان تعادل آبشستگی در مدل عددی بررسی شدهاند. برای صحتسنجی مدل عددی، نتایج تحلیل عددی با دادههای آزمایشگاهی مقایسه و مقادیر خطاهای نسبی تعیین گردیدند. بیشینه خطای 10 درصدی نشان از عملکرد مناسب مدل عددی در تخمین مقادیر بیشینه آبشستگی دارد. بهمنظور طراحی مناسب گروه زوج صفحات مستغرق؛ اثر زاویه استقرار، موقعیت و ارتفاع صفحات بر مقادیر بیشینه آبشستگی و الگوی جریان پیرامون پایه پل بررسی گردیدند. نتایج نشان داده است که موقعیت قرارگیری صفحات در حالت 0D,1D,2D با زاویه استقرار (θ) 30 درجه مناسبترین حالت بوده که تاحدود %32 مقادیر بیشینه آبشستگی (dsmax) را کاهش می‌دهد. همچنین افزایش ارتفاع صفحات بیش از ارتفاع بستر رسوبی، موجب کاهش روند کاهشی مقادیر بیشینه آبشستگی میشود.
امیر مرادی نژاد؛ امیر حمزه حقی آبی؛ مجتبی صانعی؛ حجت الله یونسی
چکیده
برای کاهش رسوب ورودی به دهانۀ آبگیر میتوان از دیوار جداکننده به‌عنوان سازۀ کنترلکنندۀ ورود رسوب به آبگیر استفاده کرد. دیوار جداکننده باعثتغییرالگوی جریان ودر نتیجه تغییر مقداررسوبورودی به آبگیر میشود.متوسط زاویههای خطوط جریان که به آبگیر وارد میشوند از کف به سمت سطح زیاد میشود. در این تحقیق، اثر دیوار جداکننده ...
بیشتر
برای کاهش رسوب ورودی به دهانۀ آبگیر میتوان از دیوار جداکننده به‌عنوان سازۀ کنترلکنندۀ ورود رسوب به آبگیر استفاده کرد. دیوار جداکننده باعثتغییرالگوی جریان ودر نتیجه تغییر مقداررسوبورودی به آبگیر میشود.متوسط زاویههای خطوط جریان که به آبگیر وارد میشوند از کف به سمت سطح زیاد میشود. در این تحقیق، اثر دیوار جداکننده و آبشکن بر تغییرات مؤلفۀ سرعت بررسی شده است. مؤلفههای سرعت در دو بعد جهت جریان در کانال اصلی و عمود بر جریان در جلو دهانۀ آبگیر و زاویۀ ورود جریان در طول دهانۀ آبگیر تعیین گردید. با استفاده از زاویۀ بردار سرعت ورودی به آبگیر و مؤلفههای طولی و عرضی سرعت، توزیع سرعت و نحوۀ ورود و انتقال رسوبات به آبگیر در لایه‌های مختلف بررسی گردید. تغییرات سرعت در جلو دهانۀ آبگیر در سه لایه با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج بررسیها نشان می‌دهد به خاطر هدایت جریان توسط آبشکن و وجود دیوار جداکننده و تأثیر روی لایه‌های میانی و کف، زاویه بردار سرعت در لایۀ سطحی بیشتر است تا در لایه‌های دیگر. وجود آبشکن باعث شده سرعت طولی در لایۀ نزدیک کف 25/2 برابر و سرعت عرضی در لایۀ سطحی 33/1 برابر نسبت به حالت بدون آبشکن افزایش یابد.
ادیب حاج محمدی؛ محمد ذونعمت-کرمانی؛ مجید رحیم پور
چکیده
آبشستگی موضعی در اطراف لوله های عبوری از بستر رودخانهها بهدلیل تحمیل خسارتهای زیاد اقتصادی، زیستمحیطی و اجتماعی که در پی دارد همواره مورد توجه محققان و طراحان این سازهها بوده است. این پژوهش با هدف بررسی جامع الگوی جریان، مکانیزم آبشستگی و توسعۀ زمانی چالۀ آبشستگی در اطراف لولههای مستغرق تحت جریان یکسویه، در ...
بیشتر
آبشستگی موضعی در اطراف لوله های عبوری از بستر رودخانهها بهدلیل تحمیل خسارتهای زیاد اقتصادی، زیستمحیطی و اجتماعی که در پی دارد همواره مورد توجه محققان و طراحان این سازهها بوده است. این پژوهش با هدف بررسی جامع الگوی جریان، مکانیزم آبشستگی و توسعۀ زمانی چالۀ آبشستگی در اطراف لولههای مستغرق تحت جریان یکسویه، در آزمایشگاه تحقیقاتی هیدرولیک و سازههای آبی بخش مهندسی آب دانشگاه شهید باهنرکرمان اجرا شد. آزمایشها برای دو حالت لوله منفرد و دوتائی موازی در فاصلههای مختلف از یکدیگر و در شرایط هیدرولیکی متفاوت صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که در اثر برخورد جریان با لولۀ منفرد، فرآیند آبشستگی با شکلگیری یک جریان نشتی زیرسطحی از بالادست بهسمت پایین‌دست لوله آغاز میشود و بعد از آن شکلگیری فرسایش تونلی و عبور جت جریان از زیر لوله عامل اصلی توسعۀ طولی و عمقی چاله آبشستگی است. در حالت دوتائی موازی، بسته به فاصلۀ بین دو لوله، پروفیلهای مختلفی برای چالۀ آبشستگی مشاهده میشود. نشان داده شد که با تغییر فاصلۀ نسبی بین دو لوله از S/D=0 به S/D=2، حداکثر عمق آبشستگی برای دبی 28 لیتر بر ثانیه به‌ترتیب 50 درصد و 44 درصد افزایش مییابد. در این حالت (دوتائی)، اندرکنش جریان و لولهها، سبب تضعیف گردابههای تشکیل شده در اطراف لولهها میشود و بدینترتیب عمق آبشستگی، در مقایسه با حالت لوله منفرد، کمتر است بهطوریکه حداکثر عمق آبشستگی در حالت لوله منفرد، 27/1 برابر مقدار متناظر آن در حالت لولههای دوتائی است.
توحید آقازاده سوره؛ محمد همتی
چکیده
دینامیک جریان در محل تلاقی رودخانهها با شش ناحیۀ اصلی قابل تشخیص است: ناحیۀ رکود جریان، انحراف جریان، جدایی جریان، حداکثر سرعت، بازیافت جریان و لایه‌های برشی. زاویۀ تلاقی، نسبت دبی بین دو شاخه، اختلاف رقوم و غیره از جمله پارامترهای تاثیرگذار بر ابعاد این نواحی هستند. توجه بیشتر مطالعات قبلی بر تلاقی کانال‌های همکف معطوف بوده است؛ ...
بیشتر
دینامیک جریان در محل تلاقی رودخانهها با شش ناحیۀ اصلی قابل تشخیص است: ناحیۀ رکود جریان، انحراف جریان، جدایی جریان، حداکثر سرعت، بازیافت جریان و لایه‌های برشی. زاویۀ تلاقی، نسبت دبی بین دو شاخه، اختلاف رقوم و غیره از جمله پارامترهای تاثیرگذار بر ابعاد این نواحی هستند. توجه بیشتر مطالعات قبلی بر تلاقی کانال‌های همکف معطوف بوده است؛ و در زمینۀ تلاقی‌های غیرهمکف مطالعات اندک است. این تحقیق به ارزیابی اثر زاویۀ تلاقی دو کانال بر دینامیک جریان (ناحیۀ جداشدگی، الگوی جریان و تراز آب)، با استفاده از شبیه‌سازی سه‌بعدی Flow-3D در تلاقی‌های همکف و غیرهمکف می‌پردازد. فاکتورهای مهم بررسی شده در این تحقیق، چهار نسبت دبی (نسبت دبی شاخۀ فرعی به دبی کل برابر با 2/0، 33/0، 5/0 و 67/0)، سه زاویه (45، 60 و 90 درجه) و اختلاف رقوم‌های متغیر هستند. پیش‌بینی‌های شبیه‌سازی عددی تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. نتایج تحقیق حاضر نشان می‌دهد که بین دینامیک جریان در تلاقی‌های همکف و غیرهمکف تفاوت زیاد است و زاویۀ اتصال نقشی مهم در تلاقی رودخانهها، به‌ویژه در تلاقی‌های همکف بازی می‌کند. با افزایش زاویه، ابعاد ناحیۀ جداشدگی جریان افزایش مییابد بهطوریکه طول ناحیۀ جداشدگی در زاویۀ 90 درجه 3/2 برابر طول ناحیۀ جداشدگی در زاویۀ 45 درجه برای تلاقی‌های همکف است. این مقدار در تلاقی‌های غیرهمکف با اختلاف رقوم‌های نسبی برابر با 1/0، 2/0 و 3/0 به‌ترتیب برابر با 5/4، 3 و 1/2 است.
حسین بانژاد؛ حامد نوذری؛ فرزانه قائمی زاده
چکیده
اهمیت مطالعۀ ناحیۀ مردۀ کناری از آنجا مشخص میشود که هنوز تاثیر آن بر مشخصات آشفتگی جریان به طور کامل شناخته شده نیست. تعداد این نواحی، نحوۀ قرار گرفتنشان نسبت به هم و نیز ابعاد هریک به تنهایی می‌تواند تاثیر متفاوتی بر الگوی جریان داشته باشد. در پژوهش حاضر تلاش شد تا کارایی نرم‌افزارSTAR-CCM+ در مدل‌سازی جریان در حضور مجموعه‌ای از نواحی ...
بیشتر
اهمیت مطالعۀ ناحیۀ مردۀ کناری از آنجا مشخص میشود که هنوز تاثیر آن بر مشخصات آشفتگی جریان به طور کامل شناخته شده نیست. تعداد این نواحی، نحوۀ قرار گرفتنشان نسبت به هم و نیز ابعاد هریک به تنهایی می‌تواند تاثیر متفاوتی بر الگوی جریان داشته باشد. در پژوهش حاضر تلاش شد تا کارایی نرم‌افزارSTAR-CCM+ در مدل‌سازی جریان در حضور مجموعه‌ای از نواحی مرده به صورت سه بعدی بررسی شود. به همین منظور از نتایج مدل آزمایشگاهی موجود استفاده گردید. واسنجی STAR-CCM+ برای تعیین بهترین نوع مدل آشفتگی انجام گرفت و سپس برای صحت سنجی از سرعت لحظهای اندازه‌گیری شده در جهت عرض کانال، استفاده شد. نتایج بررسیها نشان می‌دهد که شتاب گرفتن جریان در کانال اصلی باعث جدایی بیشتر جریان و افزایش گرادیان سرعت در نزدیکی گوشههای بالادست ناحیۀ مرده میشود. سرعت متوسط جریان با ورود به نواحی مرده کمتر خواهد شد و ناحیۀ کم سرعت بهصورت ناحیهای چرخشی ظاهر میشود. بررسی الگوهای جریان در شبیه-سازی گردابههای ایجاد شدۀ ناشی از این سازهها نشان می‌دهد که مدل دوناحیهای RANS کارایی بیشتری نسبت به مدل تک ناحیهای RANS می‌تواند داشته باشد. اما در مجموع مدل LES بیشترین کارایی را در شبیه‌سازی جریان از خود نشان می‌دهد.
سعید گوهری؛ سید علی ایوب‌زاده؛ مسعود قدسیان؛ سید علی اکبر صالحی نیشابوری
دوره 11، شماره 4 ، اسفند 1389، ، صفحه 1-18
چکیده
جریان عبوری از آبگیرها و تقاطع کانالها کاملاً آشفته و سه بعدی است. جریان رسوب در داخل کانال اصلی و شکل فرم بستر تحت تأثیر الگوی جریان در دهانه آبگیر است. در این تحقیق به طور همزمان از دو سازه آبشکن و صفحات مستغرق در جلوی آبگیر استفاده شده است. ورود رسوب به آبگیر و الگوی جریان در اطراف آن، با وجود صفحات مستغرق و آبشکن در ساحل ...
بیشتر
جریان عبوری از آبگیرها و تقاطع کانالها کاملاً آشفته و سه بعدی است. جریان رسوب در داخل کانال اصلی و شکل فرم بستر تحت تأثیر الگوی جریان در دهانه آبگیر است. در این تحقیق به طور همزمان از دو سازه آبشکن و صفحات مستغرق در جلوی آبگیر استفاده شده است. ورود رسوب به آبگیر و الگوی جریان در اطراف آن، با وجود صفحات مستغرق و آبشکن در ساحل مقابل آبگیر، مطالعه شده است. قسمت عمدة جریان وارد شده به آبگیر از لایه‌های پایینی جریان در کانال اصلی تأمین میشود که دارای غلظت بیشتری از رسوبات است. صفحات با ایجاد جریان چرخشی و دور کردن رسوبات از دهانه آبگیر باعث کاهش حجم رسوبات ورودی به آبگیر میشود. ابعاد، تعداد، و آرایش صفحات بر اساس آنچه توصیه شده است در طراحی به کار گرفته شده است. به منظور هدایت جریان به سمت آبگیر و افزایش کارآیی صفحات، از آبشکن در ضلع مقابل آبگیر استفاده شده است. موقعیت سازة آبشکن، زاویة قرارگیری آن نسبت به جریان و طول آن در آزمایش‌های کنترل رسوب بهینه تشخیص داده شده است. الگوی جریان برای سه نسبت انحرافی 13، 18و 24 درصد بررسی شده است. طول آبشکن به کار رفته در الگوی جریان(LD/B) 25/0، فاصله آبشکن از مقابل آبگیر، (LI/b) 2، و زاویة آن با جریان در کانال اصلی 45 درجه بوده است. عمق جریان با عمق‌سنج نقطه‌ای و سرعت جریان با سرعت‌سنج صوتی برداشت شده است. پس از رسیدن بستر به تعادل دینامیکی، بستر کانال اصلی با روش‌های مناسب صلب شده است به طوری که امکان حرکت رسوبات پس از برقراری جریان وجود نداشته باشد. سرعت سه بعدی جریان در 5 نقطه از عمق اندازه‌گیری شده است. طول ناحیة جدایی جریان در داخل آبگیر با افزایش دبی انحرافی به آبگیر کاهش پیدا می‌کند. با نصب آبشکن در مقابل آبگیر، عرض خط جدایی جریان در کف کاهش و در سطح افزایش مییابد که با این عمل، ناحیة تحت تأثیر آبگیر در کف کاهش یافته و مقدار ورود رسوبات به آبگیر کاهش مییابد.
