سرعت جریان در کانال مرکب پیچان تحت تاثیر ضریب خمیدگی
Publish place: Modares Civil Engineering journal، Vol: 19، Issue: 5
Publish Year: 1398
Type: Journal paper
Language: Persian
View: 50
This Paper With 13 Page And PDF Format Ready To Download
- Certificate
- I'm the author of the paper
Export:
Document National Code:
JR_MCEJ-19-5_016
Index date: 24 February 2025
سرعت جریان در کانال مرکب پیچان تحت تاثیر ضریب خمیدگی abstract
رودخانههای طبیعی برای تنظیم شیب خط انرژی، بهندرت در مسیری مستقیم جریان دارند و معمولا دارای مسیری انحنادار هستند که به آنها پیچانرود گفته میشود. پس از پیدایش رودخانههای پیچان، با گذشت زمان و حرکت جانبی پیچها، میزان پیشروی قوس برونی افزایش یافته و مقدار ضریب خمیدگی یا سینوسی در پلان زیاد می شود. درکانالهای پیچان، میزان انحنا با عدد بی بعدی به نام ضریب خمیدگی تعریف میشود که نسبت طول مسیر انحنادارکانال اصلی به طول مستقیم سیلاب دشت میباشد. با افزایش مقدار ضریب خمیدگی، شیب، سرعت جریان و ظرفیت انتقال دبی رودخانه کاهش می یابد. در نتیجه خطر سیلابی شدن به طور قابل توجهی افزایش یافته و در هنگام بروز سیلاب، سطح آب از مقطع اصلی رودخانه فراتر رفته و وارد دشت های سیلابی آن می شود. در این حالت با توجه به اندرکنش بین جریان با سرعت بالا در کانال اصلی و جریان کندتر در سیلابدشتها و تبادل اندازه حرکت بین این دو ناحیه، مشخصات جریان دائما در حال تغییر میکند. در این تحقیق، مشخصات هیدرولیکی جریان شامل توزیع عرضی سرعت متوسط عمقی، پروفیل سطح آب، توزیع سرعت در طول، نسبت سرعت عرضی به طولی در محور مرکزی کانال اصلی، میزان سرعت متوسط و دبی عبوری از کانال اصلی، بردارهای سرعت در مقاطع مختلف عرضی و توزیع برآیند سرعت در سطوح مختلف افقی با توجه به تغییر ضریب خمیدگی برای شش نوع کانال با مقادیر سینوسی مختلف به صورت عددی مورد بررسی قرارگرفته است. برای بررسی اثر ضریب خمیدگی کانال مرکب پیچان روی مشخصات هیدرولیکی جریان، از نرمافزار FLOW۳D استفاده شده است و مدل آشفتگی این نرمافزار نیز طوری انتخاب گردیدکه انطباق بهتری با داده های آزمایشگاهی داشته باشد. برای این منظور، از دو مدل آشفتگی پرکاربرد RNG و k-ε استفاده شد و عملکرد این دو مدل در شبیهسازی مشخصه هیدرولیکی جریان مورد بررسی قرار گرفت و مشخص گردید که مدل آشفتگی RNG دارای دقت بیشتری میباشد. در ادامه، این مدل به عنوان مدل آشفتگی نهایی برای شبیه سازی عددی معرفی گردید. در نهایت با بررسی کانال مرکب پیچان تحت تاثیر ضریب خمیدگی مختلف مشخص شد که با افزایش ضریب خمیدگی کانال از مقدار ۱ به ۱.۶۴۱، مقدار سرعت متوسط مقطع کانال اصلی به طور میانگین ۵۴% و میزان دبی عبوری از کانال اصلی به طور متوسط ۳۸% کاهش می یابد. با افزایش ضریب خمیدگی، مقدار حداکثر سرعت متوسط عمقی از ۰.۵۵ به ۰.۳۸ متر برثانیه کاهش و مقدار حداکثر ارتفاع سطح آب از ۰.۳۰۵ به ۰.۳۳۲ متر در قوس بیرونی مقطع CS۱ افزایش می یابد. افزایش مقدار ضریب خمیدگی باعث می شود نسبت سرعت عرضی به سرعت طولی در محور مرکزی کانال اصلی افزایش یافته بهطوریکه مقدار آن در بحرانیترین حالت از صفر به ۰.۴ می رسد. با افزایش ضریب خمیدگی، مقدار سرعت طولی حداکثر به سمت سیلابدشت سمت راست (خم داخلی) حرکت کرده و از مقدار آن کاسته می شود. به طوریکه با افزایش ضریب خمیدگی از ۱ به ۱.۶۴۱، مقدار حداکثر سرعت طولی از ۰.۵۵ به ۰.۴۲ متر برثانیه کاهش یافته و موقعیت آن از مرکز کانال اصلی به سمت خم داخلی در بالای عمق لبریز کانال اصلی حرکت میکند.
سرعت جریان در کانال مرکب پیچان تحت تاثیر ضریب خمیدگی Keywords:
سرعت جریان در کانال مرکب پیچان تحت تاثیر ضریب خمیدگی authors
محمد نقوی
Ph.D. Candidate in Water & Hydraulic Structures, Department of Civil Engineering, Faculty of Eng., Urmia University
میرعلی محمدی
Associate Professor in Water & Hydraulic Structures, Department of Civil Engineering, Faculty of Eng.
قربان مهتابی
Assistant Professor in Water Engineering, Department of Water Engineering, Faculty of Agric., University of Zanjan, Zanjan, Iran.
مراجع و منابع این Paper:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :
