تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,487,228 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,214,086 |
شبیهسازی عددی جریان در حوضچه آرامشUSBR II با دیوارههای همگرا و پلههای انتهایی | ||
دانش آب و خاک | ||
مقاله 5، دوره 31، شماره 1، فروردین 1400، صفحه 59-73 اصل مقاله (949.68 K) | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/ws.2021.11630 | ||
نویسندگان | ||
حمیدرضا باباعلی1؛ علیرضا مجتهدی* 2؛ نسیم سوری3؛ صبا سوری4 | ||
1استادیار، دانشکده مهندسی عمران ، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد خرم آباد | ||
2دانشیار، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تبریز | ||
3کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تبریز | ||
4دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی عمران- مهندسی آب و سازههای هیدرولیکی، دانشگاه سمنان | ||
چکیده | ||
حوضچه های آرامش از مهمترین سازههای مستهلک کننده انرژی می باشند بطوریکه تغییر شکل حوضچه آرامش می-تواند باعث عملکرد هیدرولیکی بهتر آنها شود. در این مطالعه، با پلکانی کردن انتهای حوضچه آرامشUSBR II مدل سد نازلوچای و همگرا نمودن دیواره های حوضچه، پارامترهای فشار، پروفیل سطح آب، راندمان پرش هیدرولیکی و استهلاک انرژی جنبشی بررسی شد. برای این منظور در نرم افزارFlow-3D با استفاده از روشVOF و مدل آشفتگیRNG ، جریان در حوضچه آرامش همگرا با زوایای همگرایی5، 5/7 ،10 و5/12 درجه برای دبی 830 متر مکعب بر ثانیه شبیهسازی گردید. جهت صحت سنجی مدل عددی، از مقادیر آزمایشگاهی فشار استفاده شد. نتایج مدل سازی نشان داد که پلکانی کردن انتهای حوضچه و همگرایی دیواره ها باعث افزایش عمق پایاب و مانع خروج پرش از حوضچه آرامش می گردد. همچنین، همگرا کردن دیواره های حوضچه تأثیر مثبتی بر راندمان دارد. همگرا کردن دیواره ها باعث مستغرق شدن پرش هیدرولیکی می شود، درحالیکه پرش در حوضچه آرامش با دیواره های موازی بصورت آزاد می باشد. بهترین زاویه همگرایی از نظر عملکرد، حوضچه با زاویه همگرایی 5 درجه می باشد که راندمان به میزان 136 درصد نسبت به حوضچه با دیواره های موازی افزایش می یابد. مقایسه نتایج استهلاک انرژی برای مقاطع مختلف حوضچه در اعماق متفاوت نشان داد که حداکثر استهلاک انرژی در اعماقی بین30-20 درصد عمق جریان رخ میدهد که در نظر گرفتن این نکته، باعث طراحی سازه ایِ بهتر حوضچه آرامش می شود. | ||
کلیدواژهها | ||
استهلاک انرژی جنبشی؛ راندمان پرش هیدرولیکی؛ زوایای همگرایی؛ حوضچه آرامش همگرا؛ مدل سازی عددی | ||
مراجع | ||
Abrishami J and Esmaeili K, 2000. Hydraulic jump over negative slopes with negative steps. Journal of Advanced Materials in Engineering 19(2): 97-110 (In Persian with English abstract). Abrishami J and Esmaieli K, 2001. Determination of the relationship between before- and after-jump depths and step height in order to control hydraulic jump over pools with a positive or negative slope. International Conference on Hydraulic Structures of Civil Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman (In Persian with English abstract). Anonymous, 2006. Hydraulic Model of Nazloochai Dam Stilling Basin, Water Research Institute, Tehran, Iran (In Persian). Anonymous, 2008. Hydraulic Model of Lower Discharge of Gotvand upper Dam. Water Research Institute. Tehran, Iran (In Persian). Anonymous, 2008. Excellence in Flow Modeling Software, V 9.3, Flow Science, Inc., Santa Fe, N.M. Arabhabhirama A and Abella AU, 1971. Hydraulic jump within gradually expanding channel. Journal of Hydraulic Engineering American Society of Civil Engineers 97(1):31-42. Babaali H, Shamsai A and Vosoughifar H, 2015. Computational modeling of the hydraulic jump in the stilling basin with convergence walls using CFD codes. Arabian Journal Science Engineering 40(2):381–395. Babaali HR, Soori N, Soori S, Mojtahedi AR and Hamedi AM, 2018. Static pressure estimation on converging USBR II Stilling Basin: Numerical Approach. International Journal of Science and Engineering Investigations 7(79): 2251-8843. Bakhtiari M, and Kashafipour M, 2008. Investigation of hydraulic properties of jumping parameters in divergent sections. 4th National Congress of Civil Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran (In Persian with English abstract). Bayon A, Valero D, García-Bartual R, Valles-Moran FJ and Amparo Lopez-Jimenez P, 2016. Performance assessment of OpenFOAM and Flow-3D in the numerical modeling of a low Reynolds number hydraulic jump. Environmental Modeling and Software 80:322-335. Chanson H, 2015. Energy Dissipation in Hydraulic Structures. IAHR Monographs, CRC Press/Balkema, Taylor and Francis Group. Davidson P, 2015. Turbulence: An Introduction for Scientists and Engineers. Oxford University Press. USA. Esmaili K and Abrishami J, 2000. Hydraulic jump over negative slopes with negative steps. Journal of Advanced Materials in Engineering 19(2): 97-110 (In Persian with English abstract). Esmaili M, 2003. Study of the properties of diverging hydraulic leakage in a trapezoidal relaxation pool. M.Sc. thesis, Faculty of Agriculture, University of Tehran (In Persian with English abstract). Felder S and Chanson H, 2013. Aeration, flow instabilities, and residual energy on pooled stepped spillways of embankment dams. Journal of Irrigation Drainage Engineering 139(10):880–887. Forster JW and Skrinde RA, 1950. Control of the hydraulic jump by sill. Transaction of American Society of Civil Engineers 115(2415):988-991. Gamal HE, Abdelazim MA, Neveen BA and Ahmed MI, 2016. Effect of end step shape in the performance of stilling basins downstream radial gates. Journal of Scientific Research and Reports 9(1):1-9. Ippen AT, 1951. Mechanics of supercritical flow. Transaction of American Society of Civil Engineer 116:268-295. Kassi Kozani A, 2010. Experimental study of the properties of diverging hydraulic jumps in a stilling basin with a reverse slope. M.Sc. thesis, Faculty of Agriculture, University of Tehran (In Persian with English abstract). Khlifa AM and McCorquodale AM, 1980. Submerged radial hydraulic jump. Journal of Hydraulic Division, American Society of Civil Engineers 106(HY3):355-367. Minaei Gigloo A, Ghodsian M and Mehraein M, 2016. Experimental investigation of hydraulic jump in stilling basin with stepped sill. Modares Civil Engineering 16(1):146-156 (In Persian with English abstract). Omid MH, Esmaeili Varaki M and Narayanan R, 2007. Gradually expanding hydraulic jump in a trapezoidal channel. Journal of Hydraulic Research (4):512–518. Pirestani MR, Razmkhah A and Ghobadi F, 2012. Effect of convergence walls on energy dissipation in stilling basin by physical modelling. International Journal of Thermal and Fluid Science 1(1):1-10. Sahebbi F, Esmaili M, Navabian M and Amiri Z, 2012. Economic evaluation of the effect of divergence of stilling basin walls on changes in construction costs. 11th Iranian Hydraulic Conference. November 18-18, Urmia University, Urmia, Iran (In Persian with English abstract). Shojaeian Z, Hosseinzadeh Delir A, Forsadizadeh D and Salmasi F, 2011. Investigation of hydraulic jump properties in divergent rectangular sections with inverse slope. Water and Soil Science- University of Tabriz, 21(3): 50-60 (In Persian with English abstract). Soori S, Babaali HR and Soori N, 2017. An optimal design of the inlet and outlet obstacles at USBR II stilling basin. International Journal of Science and Engineering Applications 6(5):134-142. Wang K, Jin S and Liu G, 2009. Numerical modeling of free-surface flows with bottom and surface-layer pressure treatment. Journal of Hydrodynamics 21(3):352-359. Wu JH and Wan-Zheng AI, 2010. Flows through energy dissipaters with sudden reduction and sudden enlargement forms. Journal of Hydrodynamics 22(3):360-365. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 519 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 387 |