پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 419 |
| تعداد مقالات | 5,514 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,261,852 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,425,539 |
بررسی عددی رفتار جریان برروی سرریزهای کلیدپیانویی ذوزنقه ای انحنادار | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقاله 8، دوره 55، شماره 11، بهمن 1402، صفحه 2285-2310 اصل مقاله (3.14 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2023.22005.7879 | ||
| نویسندگان | ||
| عادل عدالتی؛ رامین امینی* | ||
| دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران | ||
| چکیده | ||
| سرریز از معمول ترین سازه‌‌های هیدرولیکی ساخته بشر است که جهت اندازه‌‌گیری دبی جریان در کانال‌‌ها، انحراف جریان، ذخیره آب، تغییر رژیم جریان در کانال‌‌ها و کنترل سیلاب در مواقع بارش مورد استفاده قرار می‌‌گیرند. سرریزهای آزاد به دو دسته‌‌ی خطی و غیرخطی تقسیم می‌‌شوند. سرریز کلید پیانویی، نوعی سرریز غیرخطی بوده و یکی از بهترین گزینه‌‌ها ازنظر هیدرولیکی - اقتصادی به منظور استفاده در پروژههای بهسازی جهت افزایش ظرفیت تخلیه در هنگام سیلاب و افزایش حجم مخزن در پروژههای جدید سدسازی به شمار می‌‌آید. از مهم‌‌ترین مزیت‌‌های سرریزهای کلید پیانویی نسبت به سرریزهای خطی، بهبود ظرفیت انتقال جریان از طریق افزایش طول تاج و درنتیجه افزایش طول آبگذری در یک عرض ثابت ساختگاه بدون افزایش بار آبی بالادست می‌‌باشد. هدف از انجام تحقیق حاضر، مدلسازی عددی جریان و بررسی اثر تغییرات همزمان تعداد سیکل و زاویه‌‌ی سرریز بر روی ضریب عبوردهی جریان با ثابت نگه داشتن طول کل تاج سرریز و سایر پارامترهای هندسی برای دوازده مدل می‌‌باشد. پس از بررسی‌‌های صورت گرفته مشخص گردید، افزایش زاویه‌‌ی سرریزکلید پیانویی در یک طول ثابت برای تمامی مدل‌‌ها موجب افزایش ضریب عبوردهی جریان می‌‌شود در حالی که با افزایش تعداد سیکل در یک طول ثابت به دلیل کاهش مساحت آبگیر کلید ورودی، افزایش انقباض خطوط جریان و درپی آن تشدید استغراق موضعی در کلید خروجی، ضریب عبوردهی جریان کاهش چشمگیری خواهد داشت. در بین تمامی سرریزهای مدلسازی شده در تحقیق حاضر، سرریز ATPK135-2 به عنوان مدل برتر شناخته شده و توانست ضریب عبوردهی جریان را نسبت به حالت خطی (بدون انحنا) به میزان 47 درصد افزایش دهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| سرریز کلید پیانویی؛ ضریب عبوردهی جریان؛ مدلسازی عددی؛ زاویه سرریز؛ تعداد سیکل | ||
| موضوعات | ||
| آب و سازه های هیدرولیکی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Numerical investigation of flow behavior over arced trapezoidal piano key weirs | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Adel Edalati؛ Ramin Amini | ||
| Shahrood University of Technology | ||
| چکیده [English] | ||
| Weir is one of the most common artificial hydraulic structures that are used to measure flow in canals, divert flow, store water, change the flow regime in canals, and control floods during rainfall. One of the most important advantages of piano key weirs compared to linear weirs is the improvement of flow transfer capacity by increasing the length of the crest and as a result, increasing the length of the water passage in a fixed width of the construction without increasing the upstream water load. The purpose of this research is to numerically model the flow and investigate the effect of simultaneous changes in the number of cycles and the angle of the weir on the flow coefficient by trying to keep the total length of the weir crest and other geometric parameters constant for all models. After the investigations, it was found that increasing the weir angle of the piano key at a fixed length for all models increases the discharge coefficient, while increasing the number of cycles at a fixed length for all models due to the reduction of the inlet key water tank area, increasing the contraction of the current streamlines and then intensifying the local submergence in the outlet key, the current permeability coefficient will decrease significantly. Among all the weirs modeled in this research, the ATPK135-2 is known as the best model and was able to increase the discharge coefficient by 47% compared to the linear state (without curvature). | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| piano key weir, discharge coefficient, numerical modeling, weir angle, number of cycles | ||
| مراجع | ||
|
[1] F. M, Open-Channel Flow, Macmillan, New York, 1966. [2] Ouamane, F.Lempérière, The Piano Key Weir is the solution to increase the capacity of the existing spillways, 2008. [3] M.Anderson, Piano Key Weir Head Discharge Relationships, Utah State University, 2011. [4] L. Ribeiro, M. Pfister, A.J. Schleiss, Overview of Piano Key weir prototypes and scientific model investigations, Labyrinth and Piano Key Weirs II, 273 (2013). [5] Cicero, J. Delisle, Discharge characteristics of Piano Key weirs under submerged flow, Labyrinth and Piano Key Weirs II–PKW 2013, (2013) 101-109. [6] Safarzadeh, B. Noroozi, 3D Hydrodynamics of Trapezoidal Piano Key Spillways, International Journal of Civil Engineering, 15 (2016) 1-13. [7] Mehboudi, J. Attari, S. Hosseini, Experimental study of discharge coefficient for trapezoidal piano key weirs, Flow Measurement and Instrumentation, 50 (2016) 65-72. [8] Crookston, R.M. Anderson, B. Tullis, Free-flow Discharge Estimation Method for Piano Key Weir Geometries, Journal of Hydro-environment Research, 19 (2018) 160-167. [9] Guo, Z. Liu, T. Wang, H. Fu, J. Li, Q. Xia, Y. Guo, Discharge capacity evaluation and hydraulic design of a piano key weir, Water Supply, 19(3) (2019) 871-878. [10] K. Chahartaghi, S. Nazari, M.M. Shooshtari, Experimental and numerical simulation of arced trapezoidal piano key weirs, Flow Measurement and Instrumentation, 68 (2019) 101576. [11] Yousif, Experimental Investigation On Hydraulic Performance Of Non-Rectangular Piano Key Weir (PKW), (2020). [12] Kumar, P. Sihag, N. Tiwari, S. Ranjan, Experimental study and modelling discharge coefficient of trapezoidal and rectangular piano key weirs, Applied Water Science, 10(1) (2020) 1-9. [13] P.J. Roache, Perspective: A Method for Uniform Reporting of Grid Refinement Studies, Journal of Fluids Engineering, 116(3) (1994) 405-413. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 396 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 592 |
||