تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,485,756 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,213,157 |
مطالعه فیزیکی سرعت و تنش برشی جریان در کانال عریض با جداره ثابت | ||
دانش آب و خاک | ||
مقاله 2، دوره 29، شماره 4، دی 1398، صفحه 13-26 اصل مقاله (1.06 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
وحید حسن زاده وایقان1؛ میرعلی محمدی* 2 | ||
1دانشجوی دکتری مهندسی عمران- آب و سازههای هیدرولیکی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه | ||
2دانشیار گروه مهندسی عمران- هیدرولیک و مکانیک مهندسی رودخانه، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه | ||
چکیده | ||
خصوصیات هیدرولیکی جریان در آبراهههای عریض، به دلیل وجود نسبت بالای عرض به عمق جریان، b/h، شرایط متفاوتتری نسبت به کانال های کم عرض دارد. در این تحقیق، با استفاده از مدل فیزیکی یک کانال عریض با جداره ثابت به طول 60 متر و عرض 5/1 متر با نسبت عرض به عمق جریان 12 الی 56، مشخصههای هیدرولیکی جریان در کانالهای عریض، شامل رابطه دبی-عمق، توزیعهای سرعت و تنش برشی جریان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان میدهد که سرعت حداکثر در کانالهای عریض در نزدیکی سطح جریان رخ میدهد. از بررسی توزیع قائم سرعت جریان آشکار میشود که این توزیع از قانون معروف لگاریتمی پیروی میکند. همچنین نتایج حاصل بیان می کند که تنش برشی حداکثر در محور میانی کانال عریض بوجود میآید و با افزایش نسبت عرض به عمق، b/h، تنش برشی بی بعد افزایش مییابد. در b/hهای کمتر از 30، تنش برشی بی بعد کف کوچکتر از 9/0 و برای b/h های بزرگتر از 30، تنش برشی بی بعد کف بزرگتر از 9/0 می باشد. مقایسه نتایج کانالهای عریض و کانالهای با عرض بهینه به نسبت b/h=2 گویای آن است که در کانالهای کم عرض، رابطه بین نسبت b/h با تنش برشی به صورت خطی است ولی در کانالهای عریض رابطه توانی بر آنها حاکم است. همچنین در کانالهای عریض، درصد سهم نیروی برشی دیوارهها (%SFW) به دلیل عمق کم جریان کمتر از 10 و ناچیز بوده و میتوان برای منظورهای طراحی از سهم دیوارهها در تنش برشی صرفنظر نمود. | ||
کلیدواژهها | ||
کانال عریض؛ مدل فیزیکی؛ جداره ثابت؛ دبی-عمق؛ توزیع سرعت؛ تنش برشی | ||
مراجع | ||
Chen CL, 1991. Unified theory on power laws for flow resistance. Journal of Hydraulic Engineering 117(3): 371–389. Craf RW, 1965. Cross section transfer of linear momentum in smooth rectangular channel. Geological Survey Water Supply, Paper 1592-B, U.S. Government Printing Office, Washington D.C. Dolgopolova EN, 2001. Plane river resistance. Proceedings XXIX IAHR Congress- Hydraulics of Rivers, Water Works and Machinery, 16-18 December, pp.1-13. Beijing , China. Einstein HA, 1942. Formulas for the transportation of bed-load. Transactions of the American Society of Civil Engineers 107: 561–597. Guo J and Julien PY, 2005. Shear stress in smooth rectangular open-channel flows. Journal of Hydraulic Engineering 131(1): 30–37. HasanZadeh VV and Mohammadi M, 2016. A Numerical study on stream flow resistance in the rivers with wide bed. 15th Iranian Hydraulic Conference, IHA; 14-15, Imam Khomeini University, Qazvin, Iran. (in Farsi) Javid S and Mohammadi M, 2012. Boundary shear stress in a trapezoidal channel. International Journal of Engineering 25(4): 323-331. Javid S, Mohammadi M, Najarchi M and NajafiZade MM, 2018. Laboratory investigation of flow resistance in composite roughened rectangular open channels, Journal of Fresenius Environmental Bulletin-FEB, Parlar Scientific Publication-Germany 27(7): 4921-4929. Javid S, Mohammadi M, Najarchi M and NajafiZade M.M, 2019. An experimental study of the effect of roughened boundary on flow resistance in rectangular open channels. Water and Soil Science, University of Tabriz 28(4): 95-107. (in Farsi). Jose Ramon BC, Filho MC, Borko DS, Piscoya VC, Guerra SMS and Singh VP, 2013. Relationship between bed load and suspended sediment in the sand-bed Exu River in the semiarid region of Brazil. Hydrological Sciences Journal 58(8): 1789-1802. Kironoto B and Graf WH, 1994. Turbulent characteristics in rough uniform open-channel flow. Water Maritime Energy, Proceedings Institution of Civil Engineers (ICE) 106: 333–344. Knight DW, Demetriou JD and Hamed ME, 1984. Boundary shear in smooth rectangular channels. Journal of Hydraulic Engineering ASCE 110: 405 – 422. Mohammadi M, 1393. Fluvial hydraulics. 3rd Edition, Urmia University Press, Urmia, Iran. (in Farsi) Mohammadi, M; 1997. Shape effects and definition of hydraulic radius in Manning equation. International Journal of Eng. (IJE) 3(10): 127-141. Mohammadi M, 1998. Resistance to flow and the influence of boundary shear stress on sediment transport in smooth rigid boundary channels. PhD Thesis, Submitted to the School of Civil Eng., The University of Birmingham. Mohammadi M, 2002a. Boundary shear stress and velocity distributions in open channels. A Research Report Submitted to the Department of Research and Technology, Urmia University, November, Urmia, Iran. Mohammadi M, 2002b. On the effect of shape on resistance to flow in open channels. Pp 339-348. Proceedings International Conference on: Fluvial Hydraulics (Riverflow2002). 3-6 September. Louvain-La-Neuve, Belgium. Mohammadi M, MohammadNejhad H and EbrahimNejhadian H, 2015. Flow resistance and velocity distribution in channels with triangular cross-section. Proceedings Journal of Experimental Research in Civil Engineering. (JERCE), Shahid Rajaei University 2(1): 55-66. (in Farsi). Mohammadi M and Knight DW, 2004. Boundary shear stress distribution in a V-shaped channel, Pp. 401-410. Proceeding First International Conference on: Hydraulics of Dams & River Structures, (HDRS). 26-28 April. Tehran, Iran. Mohammadi M, 2005. Shape effects on resistance to flow in a V-shaped channel. International Journal of Engineering (IJE) 17 (4): 349-357. Nezu I and Rodi W, 1986. Open channel flow measurements with a laser doppler anemometer. Journal of Hydraulic Engineering ASCE 112(5): 335-355. Pu JH, 2013. Universal velocity distribution for smooth and rough open channel flows. Applied Fluid Mechanics 6(3): 413-423. Rosgen D L, 2003. Applied river morphology. PhD dissertation. University of East Anglia, Norwich, Norfolk, UK. Roshangar K, Alami, M and Saghebian, S, 2018. Modeling and determination of effective parameters in flow roughness coefficient in alluvial channels with dun bed forms using support vector regression. Journal of Water and Soil Science, University of Tabriz 28(2): 235-248. (in Farsi). Roshani E, Hossienzade Dalir A, Farsadizade D and Salmasi F, 1395. Evaluation of flow resistance in alluvial streams with ripples in various hydraulic conditions. Water and Soil Science, University of Tabriz 26(3-2): 63-73. (in Farsi). Tominaga A, Nezu I, Ezaki K and Nakagawa H, 1989. Three-dimensional turbulent structure in straight open channel flows. Journal of Hydraulic Research 27(11): 149-173. White W, Paris E and Bettess R, 2005. A new general method for prediction of the frictional characteristics of alluvial streams. Wallingford, Report No.187, England. Yang S, Tan S and Lim S, 2005. Flow resistance and bed form geometry in a wide alluvial channel. Water Resources Research Journal 41(9): 1-8. Yen BC, 2002. Open channel flow resistance. J. Hydraulic Engineering ASCE 128(1): 20-39. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 528 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 370 |