تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,489,367 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,216,930 |
بررسی مکانیزم آبشستگی ناشی از کارکرد همزمان جت های دیواره و ریزشی مستغرق با استفاده از مدل Flow3D | ||
دانش آب و خاک | ||
مقاله 2، دوره 32، شماره 2، تیر 1401، صفحه 11-24 اصل مقاله (947.03 K) | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/ws.2021.41371.2370 | ||
نویسندگان | ||
حمیدرضا سماع1؛ معصومه رستم آبادی* 2؛ امیر خسروجردی3؛ مجتبی مهرآیین4 | ||
1دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران | ||
2گروه مهندسی عمران، واحد بوئین زهرا، دانشگاه آزاد اسلامی، بوئین زهرا، ایران | ||
3گروه مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران | ||
4دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
انرژی جنبشی زیاد جریان فوق بحرانی خروجی از سرریزها، مجراهای میانی و تحتانی در بدنه سدها که اغلب بصورت جت طراحی میشوند، در تعامل با بستر فرسایش پذیر میتوانند پایداری سازههای واقع شده در مسیر آنها را به مخاطره اندازند. هدف از پژوهش حاضر، بررسی مکانیزم جریان و آبشستگی ناشی از عملکرد همزمان جتهای ریزشی و دیواره است. بدین منظور الگوی جریان و آبشستگی ایجاد شده ناشی از برخورد جتها با استفاده از مدل عددی Flow3D شبیهسازی شده است. پس از صحت سنجی نتایج مدل عددی با دادههای آزمایشگاهی، بردارهای سرعت، جریانهای ثانویه ناشی از برخورد جتها، پارامترهای هندسه آبشستگی شامل عمق و طول حفره آبشستگی و نیز ارتفاع برآمدگی، از شروع آبشستگی تا زمان تعادل بستر در زمانهای متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحلیل الگوی جریان نشان داد با برخورد دو جت، یک جریان گردابی ساعتگرد در محل برخورد جت ها تشکیل میشود که منجر به فرسایش بستر رسوبی میشود. با گذشت زمان و تجمع رسوبات در پایین دست چاله آبشستگی، جدایش جریان در بالای برآمدگی اتفاق میافتد و یک جریان گردابی پادساعتگرد در بالادست برآمدگی بوجود میآید. بررسی مکانیزم آبشستگی نشان داد بیشترین نرخ فرسایش در مراحل اولیه فرآیند آبشستگی اتفاق میافتند، بهطوریکه در 15 درصد ابتدایی زمان تعادل شبیه سازی، به ترتیب 80، 67 و 76 درصد بیشینه طول، عمق و عرض آبشستگی رخ داده است. نتایج بدست آمده از مدل عددی به ترتیب با خطای 86/1، 7/7 و 31 درصد پارامترهای بیشینه عمق، طول و ارتفاع برآمدگی را در مقایسه با مقادیر آزمایشگاهی پیشبینی نمودند. | ||
کلیدواژهها | ||
شبیه سازی عددی؛ مکانیزم جریان و آبشستگی؛ برخورد جت ها؛ عمق آبشستگی؛ ارتفاع برآمدگی | ||
مراجع | ||
Aamir M and Ahmad Z, 2019. Estimation of maximum scour depth downstream of an apron under submerged wall jets. Journal of Hydroinformatics 21:523-540 Annandale GW, 2006. Scour Technology: Mechanics and Engineering Practice. McGraw-Hill, New York, USA. Anonymous, 2016. User's Manual. Flow Science Inc., Santa Fe, New Mexico. Boroomand MR, Salehi Neyshabouri AA and Aghajanloo K, 2007. Numerical simulation of sediment transport and scouring by an offset jet. Canadian Journal of Civil Engineering 34:1267-1275.Castillo LG and Carillo JM, 2016. Scour, velocities and pressures evaluations produced by spillway and outlets of dam. Water 8: 1-21. Castillo LG and Carillo JM, 2017. Comparison of methods to estimate the scour downstream of a ski jump. International Journal of Multiphase Flow 92:171-180. Faruque MAA, Sarathi P and Balachandar R, 2006. Clear water local scour by submerged three-dimensional wall jets: effect of tailwater depth. Journal of Hydraulic Engineering 132:575-580. Heng S, Tingsanchali T and Suetsugi T, 2012. Analysis of plunge pool scour hole formation below a chute spillay with flip bucket using a physical model. Asean Engineering Journal Part C, 2:54-65. Meselhe EA, Georgiou I, Allison MA and Mccorquodale JA, 2012. Numerical modeling of hydrodynamics and sediment transport in lower mississippi at a proposed delta building diversion. Journal of Hydrology 472-473:340-354. Mehraein M, Ghodsian M and Schleiss A, 2011. Experimental Study on Scour Due to Simultaneous Wall and Impinging Circular Jet. Pp. 2515-2521. 34th IAHR World Congress, 26 June – 1 July, Brisbane, Australia. Mehraein M, Ghodsian M and Schleiss A, 2012. Scour formation due to simultaneous circular impinging jet and wall jet. Journal of Hydraulic Research 50:395–399. Nyantekyi-Kwakye B, 2016. Experimental Investigation on the Flow Characteristics of Three-Dimensional Turbulent Offset Jets. PhD thesis, University of Manitoba, Winnipeg, Canada. Pagliara S and Palermo M, 2017. Scour process caused by multiple subvertical non-crossing jets. Water Science and Engineering 10: 17-24.Rodi W, Constantinescu G and Stoesser E, 2013. Large Eddy Simulation in Hydraulic. Taylor & Francis Group, London, UK. Samma H, Khosrojerdi A, Rostam-Abadi M, Mehraein M and Cataño-Lopera Y, 2020. Numerical simulation of scour and flow field over movable bed induced by a submerged wall jet. Journal of Hydroinformatics 22:385-401.Wilcox DC, 2006. Turbulence Modeling for CFD, 3rd Ed. DCW Industries Inc, La Cañada Flintridge, CA, USA.Yildiz D and Üzücek E, 1994. Prediction of scour depth from free falling flip bucket jets. International Water Power and Dam Construction, 46:50-56.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 600 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 360 |