شماره ركورد :
1174712
عنوان مقاله :
بررسي عددي تأثير عدد فرود ورودي بر الگوي جريان در تبديل‌هاي عريض‌شونده تدريجي در كانال‌هاي روباز
عنوان به زبان ديگر :
Numerical Investigation of the Effect of Inflow Froude Number on Flow Pattern in Expansive Gradual Transitions in Open Channels
پديد آورندگان :
بنكداري حسين دانشگاه رازي كرمانشاه - دانشكده مهندسي عمران , اختري علي اكبر دانشگاه رازي كرمانشاه - دانشكده مهندسي عمران , اثني عشري عادل دانشگاه رازي كرمانشاه - سازه‌هاي هيدروليكي , دهقاني امير احمد دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - دانشكده مهندسي آب
تعداد صفحه :
12
از صفحه :
97
از صفحه (ادامه) :
0
تا صفحه :
108
تا صفحه(ادامه) :
0
كليدواژه :
اﻟﮕﻮي ﺟﺮﯾﺎن و ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺗﺪرﯾﺠﯽ , ﺗﻨﺶ ﺑﺮﺷﯽ ﺑﺴﺘﺮ , ﻣﺪل ﻓﻠﻮﺋﻨﺖ , ﻋﺪد ﻓﺮود ورودي
چكيده فارسي :
ﺗﺒﺪﯾﻞﻫﺎ ﺑﻪﻃﻮر ﻣﻌﻤﻮل در ﮐﺎﻧﺎلﻫﺎي ﺑﺎز ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ ﮐﺎرﺑﺮد دارﻧﺪ. ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ اﺑﻌﺎد ﺗﺒﺪﯾﻞ در راﺳﺘﺎي ﺟﺮﯾﺎن، از ﺳﺮﻋﺖ ﺟﺮﯾﺎن ﮐﺎﺳﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮد. ﺗﺤﺖ ﺷﺮاﯾﻂ ﺟﺮﯾﺎن زﯾﺮ ﺑﺤﺮاﻧﯽ داﺋﻤﯽ، ﮐﺎﻫﺶ ﺳﺮﻋﺖ ﺟﺮﯾﺎن ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ اﻓﺰاﯾﺶ ﻓﺸﺎر آب ﺷﺪه و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﮔﺮادﯾﺎن ﻓﺸﺎر ﻣﻌﮑﻮس ﻣﯽﺷﻮد. اﯾﻦ ﻣﻮﺿﻮع، ﻧﺎﺣﯿﻪ ﺟﺪاﯾﯽ ﺟﺮﯾﺎن و ﺣﺮﮐﺖ ﮔﺮداﺑﯽ آﺷﻔﺘﻪ را ﺑﻪوﺟﻮد آورده و ﺑﺎﻋﺚ ﺗﻠﻔﺎت اﻧﺮژي ﺟﺮﯾﺎن ﻣﯽﺷﻮد. ﻣﺪلﻫﺎي ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ ﺑﻪﺧﺎﻃﺮ ﭘﯿﭽﯿﺪﮔﯽ ﺟﺮﯾﺎن و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺗﺄﺛﯿﺮات ﻧﺎﺷﯽ از ﻣﻘﯿﺎس، ﺑﻪ ﺗﻨﻬﺎﯾﯽ ﻗﺎدر ﺑﻪ اراﺋﻪ درك روﺷﻨﯽ از ﻓﯿﺰﯾﮏ ﺣﺎﮐﻢ ﺑﺮ اﯾﻦ ﻣﺴﺄﻟﻪ ﻧﻤﯽﺑﺎﺷﻨﺪ و ﻟﺬا ﻻزم اﺳﺖ اﻟﮕﻮي ﺟﺮﯾﺎن ﺑﻪﺻﻮرت ﻋﺪدي در ﮐﻨﺎر ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﺻﺤﺮاﯾﯽ و آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ ﺑﺮرﺳﯽ ﺷﻮد. در اﯾﻦ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ، اﻟﮕﻮي ﺟﺮﯾﺎن در اﻣﺘﺪاد ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺗﺪرﯾﺠﯽ ﻋﺮﯾﺾﺷﻮﻧﺪه ﮐﺎﻧﺎلﻫﺎي ﻣﺴﺘﻄﯿﻠﯽ ﺑﻪ ﻣﺴﺘﻄﯿﻠﯽ ﺗﺤﺖ ﺟﺮﯾﺎن زﯾﺮﺑﺤﺮاﻧﯽ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﺪل آﺷﻔﺘﮕﯽ ﺗﻨﺶ رﯾﻨﻮﻟﺪز )RSM( اراﺋﻪ ﺷﺪه در ﻧﺮماﻓﺰار ﻓﻠﻮﺋﻨﺖ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ. ﭘﺮوﻓﯿﻞﻫﺎي ﺳﻄﺢ آب و ﺳﺮﻋﺖ ﺟﺮﯾﺎن ﺣﺎﺻﻞ از دو روش در ﻣﻘﺎﻃﻊ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺑﺎ ﻧﺘﺎﯾﺞ آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ اﯾﻦ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻣﻄﺎﺑﻘﺖ ﺧﻮﺑﯽ را ﺑﯿﻦ آﻧﻬﺎ ﻧﺸﺎن ﻣﯽدﻫﺪ. ﭘﺲ از ﺻﺤﺖﺳﻨﺠﯽ ﻣﺪل ﻋﺪدي، ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻋﺪد ﻓﺮود ورودي ﺑﺮ ﻗﺪرت ﺟﺮﯾﺎن ﺛﺎﻧﻮﯾﻪ اﯾﺠﺎد ﺷﺪه، ﺑﺎزده ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ ﺗﺒﺪﯾﻞ، اﻧﺮژي ﺟﻨﺒﺸﯽ آﺷﻔﺘﮕﯽ و ﺗﻨﺶ ﺑﺮﺷﯽ ﺑﺴﺘﺮ در ﻣﻘﺎﻃﻊ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺷﺒﯿﻪﺳﺎزي ﺷﺪه و ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻧﺸﺎن دادﻧﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻋﺪد ﻓﺮود ﺑﺎﻻدﺳﺖ، ﻗﺪرت ﺟﺮﯾﺎن ﺛﺎﻧﻮﯾﻪ در اﻣﺘﺪاد ﺗﺒﺪﯾﻞ اﻓﺰاﯾﺶ ﯾﺎﻓﺘﻪ و ﺑﺎزده ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪ. ﺑﺎﻻﺗﺮﯾﻦ ﺑﺎزده ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﻋﺪد ﻓﺮود 0/40 ﺑﻮده و ﻣﻘﺪار آن ﺑﺮاﺑﺮ 60/83 درﺻﺪ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ، ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻋﺪد ﻓﺮود، اﻧﺮژي ﺟﻨﺒﺸﯽ آﺷﻔﺘﮕﯽ و ﺗﻨﺶ ﺑﺮﺷﯽ ﺑﺴﺘﺮ اﻓﺰاﯾﺶ ﯾﺎﻓﺘﻨﺪ، ﺑﻪﻃﻮريﮐﻪ از ورودي ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺑﻪﺳﻤﺖ اﻧﺘﻬﺎي ﺗﺒﺪﯾﻞ، اﻧﺮژي ﺟﻨﺒﺸﯽ آﺷﻔﺘﮕﯽ ﺑﺮاي ﺗﻤﺎﻣﯽ اﻋﺪاد ﻓﺮود ﮐﺎﻫﺶ ﯾﺎﻓﺘﻪ و ﻗﺪرت آﺷﻔﺘﮕﯽ ﺣﺪود 30/71% دﭼﺎر ﮐﺎﻫﺶ ﮔﺮدﯾﺪ.
چكيده لاتين :
Transitions are commonly used structures in both natural and artificial open channels. With increasing the transition dimensions along the flow, the flow decelerates. Under subcritical steady state flow conditions, reducing the flow velocity increases the water pressure and reverses pressure gradient. This phenomenon creates separation zone and turbulent eddy flow, and causes the flow energy losses. Due to the complexity of flow pattern and scale effects, physical models can solely provide a clear understanding of the physical principles governing the flow field, so it is necessary to study flow pattern numerically along with the field and experimental studies. In this study, the flow pattern in a rectangular to rectangular expansive transition, has been simulated under subcritical flow with RSM turbulence model using Fluent software. Water surface and flow velocity profiles obtained by the two methods at different sections of transition were compared with experimental results. The results showed a good agreement between the simulated and experimental data. After validation of the numerical model, the effects of inflow Froude numbers on strength of secondary current, hydraulic efficiency of the transition, turbulent kinetic energy and bed shear stress at different cross sections were simulated. The results showed that with increasing the inflow Froude number, the strength of secondary current along the transition increased, while the hydraulic efficiency decreased. Maximum efficiency (60.83%) occurred in Fr1=0.40. Also, with increasing the Froude number, turbulent kinetic energy and bed shear stress increased, so that, from transition inlet to the outlet, turbulent kinetic energy for total Froude numbers decreased with a 30.71% reduction in turbulent power.
سال انتشار :
1395
عنوان نشريه :
دانش آب و خاك
فايل PDF :
8210775
لينک به اين مدرک :
بازگشت