شماره ركورد :
1144331
عنوان مقاله :
مطالعه اي بر جريان آشفته كم عمق در يك كانال روبازِ بسترشني در مقياس سنگدانه ها
عنوان به زبان ديگر :
Study of shallow turbulent gravel bed flow in a rectangular open-channel in the grains scale
پديد آورندگان :
فتحعلي، حسام دانشگاه بين المللي امام خميني قزوين - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي عمران , مهاجري، حسين دانشگاه خوارزمي - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي عمران , كيلانه ئي، فواد دانشگاه بين المللي امام خميني قزوين - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي عمران , فاضلي، ميثم دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقيقات، تهران - دانشكده عمران ، هنر و معماري - گروه مهندسي عمران آب
تعداد صفحه :
14
از صفحه :
103
از صفحه (ادامه) :
0
تا صفحه :
116
تا صفحه(ادامه) :
0
كليدواژه :
بستر شني , كانال روباز , جريان آشفته , مدلسازي عددي , جريان كم عمق
چكيده فارسي :
يكي از چالشي ترين مباحث هيدروليكي، بررسي جريان غيرسيلابي با استغراق نسبي پايين (نسبت عمق آب به ابعاد زبري بستر پائين) و با اعداد رينولدز بالا در رودخانه هاي كوهستاني با بسترهاي شني مي باشد. مطالعه حاضر به بررسي عددي اين نوع جريان در مقياس سنگدانه ها به صورت فيزيك ي، علاوه بر مدلساز ي هيدروليكي Flow3D پرداخته است . به اين منطور بستر شني توسط وارد نمودن مدل رقومي در نرم افزار از طريق اعمال ضريب زبري ، مدل گرديده شد. پس از صحت سنجي و در پايان مدل ساز ي، نتايج ن شان دا د كه وجود ب ستر شني در اين شرايط، علاوه بر ميدان جريان، بر شدت آشفتگي و تنش برشي بستر به شدت اثر ميگذارد. بررسي كمي ناحيه تحت تاثير سنگدانه هاي شني، نشان داد كه محدودهي لايهي زبر-ناحيه مت شكل از زيرلايه لزج و ناحيه بين نابيني در ب سترهاي زب ر- نه تنها در مكان تغيير مينمايد، بلكه برا سا س پارامترهاي 0 عمق جريان تغيير مينماي د. چنين مشاهدهاي تعريف دقيق و جامع اين ناح يه را / 0 تا 2 / آشفتگي مختلف مورد مطالعه نيز اين محدوده از 08 بس يار مشكل و پيچيده مينمايد. همچنين بررس ي تغييرات سرعت طولي و متوسط انرژي جنبشي آشفتگي حاكي از تشكيل رگه هاي طولي تغييرات سرعت و انرژي جنبش ي در عرض كانال ميباشد . با وجودي كه اين رگه ها با عمق جريان مقياس ميشدند، با توجه به نوع مدلساز ي آشفت گي در مطالعه حاضر ، تشك يل اين رگه ها به در هم تنيده شدن گردابه ها و دنباله هاي تشك يلي در اطراف سن گدانه هاي ش ني تش كيل دهنده بستر نسبت داده شد. در نهايت با بررسي شكل كانتورها ي سرعت برش ي در كف كانال اين نتيجه حاصل گر ديد كه بيشت رين سرعت برش ي در نزديكي مرتفع ترين سنگدانه تشگيل ميگردد كه ميتواند تا 5 برابر بزرگتر از مقدار متوسط سرعت برشي باشد.
چكيده لاتين :
The study of mountainous river flow in natural condition where the relative submergence (the ratio of water depth to the bed roughness length characteristics) is low and Reynolds number is too high is one of the most challenging hydraulic topics. Indeed, most of the rivers that cross the mountainous areas are covered with coarse aggregates such as gravel. In natural conditions, usually water depth is not high and consequently existence of roughness can affect the whole of the flow field and velocity profile specially in the roughness sublayer. Investigation of flow field in this type of rivers and understanding the important parameters of turbulent flow helps to better understand the behavior of such rivers. In shallow currents, the relative submergence is often less than 20. However, there is an uncertainty regarding this range. In the present study, the flow structure intermediate submerged flows has been numerically investigated. For this purpose, the gravel bed was modeled physically by importing a digital elevations model of the laboratory artificial bed into the Flow-3D software. One of the innovations of this research was the importing of a rough bed in a physical manner while in similar researches, the roughness equivalent coefficient was imported as an effective roughness parameter and the bed was not physically modeled. Furthermore, in present study, the study of parts of the flow in numerical simulation order that in laboratory study Due to laboratory limitations was not investigated, was considered. Actually, the main purpose in present study is investigation of turbulent flow characteristics in a low relative submergence in near sandy stone. One of the other points of this research is the investigation of low relative submergence, while most studies had done on high relative submergence. It should be noted, for simulating the k-ԑ RNG that is two equations model and having Medium computing cost, has been used in Flow-3D Software. According to the results, it was found that Flow-3D is able to simulate these types of flows. After validation and at the end of modeling, it was found that existence of gravel particles in these conditions affects severely the flow field, turbulent intensity and shear stress. Quantitative investigation of region under sandy sandstone shows that roughness sublayer region not only changes in location, but also vary according to the parameter being studied. Such an observation makes the region's precise and comprehensive definition very difficult and complicated. also existence of changes in longitudinal velocity and medium turbulent kinetic energy (T.K.E) is the cause of formation of longitudinal strings of variations in velocity and kinetic energy across the channel. According to the type of turbulent modeling in this study which was k-ԑ RNG, existence this strings Attributed to Swirling together and Arranged sequences near sandy sandstone because these model Based on isotropic turbulence assumption and it hasn’t ability to investigating and modeling the secondary currents. Finally with investigation of shear velocity contours in bed channel, it was found that maximum shear velocity occurred near maximum elevation sandstone. Also, maximum drag force occurred in this region. Finally, due to small flow fields in near of walls and colliding Flow currents to these walls, the mean of shear velocity and friction increases.
سال انتشار :
1399
عنوان نشريه :
مهندسي عمران مدرس
فايل PDF :
8150368
لينک به اين مدرک :
بازگشت