پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 399 |
| تعداد مقالات | 5,389 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,288,018 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,882,766 |
بررسی عددی مشخصات هیدرولیکی شیبشکنهای قائم با وجود صفحات مشبک و واگرایی تدریجی دیواره | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقاله 4، دوره 53، شماره 8، آبان 1400، صفحه 3221-3238 اصل مقاله (1.48 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2020.17779.6671 | ||
| نویسندگان | ||
| بهنام نایب زاده* 1؛ محمد علی لطف للهی-یقین2؛ رسول دانشفراز3 | ||
| 1دانشجوی دکترای رشته عمران دانشگاه تبریز | ||
| 2داشکده عمران - دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
| 3دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران | ||
| چکیده | ||
| در تحقیق حاضر، به بررسی مشخصات هیدرولیکی شیبشکنهای قائم با صفحات مشبک و واگرایی تدریجی دیواره در پاییندست آن با استفاده از نرمافزار FLOW- 3D پرداخته شد. برای این منظور از صفحات مشبک با نسبت تخلخلهای 40 و 50 درصد، پنج نسبت واگرایی تدریجی به همراه سه ارتفاع شیبشکن قائم در محدوده دبی مشخص استفاده گردید. مشخص شد که نتایج عددی با مدل آشفتگی RNG در مقایسه با k-εبه نتایج آزمایشگاهی نزدیکتر است. همچنین با افزایش ارتفاع شیبشکن از 15 به 25 سانتیمتر، E/E0Δبه دلیل شدت برخورد جت با کف، افزایش و yP/P کاهش مییابد. بیشینهE/E0 Δ مربوط به ارتفاع 25 سانتیمتر به میزان 51/60 درصد و کمترین آن برای ارتفاع 15 سانتیمتر به مقدار 44/25 درصد میباشد. برای یک ارتفاع شیبشکن ثابت با افزایش دبی،E/E0 Δ کاهش و yP/Pافزایش مییابد. واگرایی دیواره موجب تلاطم در کنارهها و توزیع غیریکنواخت عمق در پاییندست آن میشود و ضمن افزایش yP/Pو yd/P باعث افزایش 25 درصدیE/E0 Δ میگردد. وجود صفحات مشبک در پاییندست شیبشکن باعث افزایش yP/P، yd/Pو همچنین افزایش 44 درصدیE/E0 Δ میگردد. استفاده همزمان از واگرایی دیواره و صفحات مشبک در پاییندست شیبشکنها باعث افزایش 46 درصدیE/E0 Δ و کاهش yP/Pو yd/P میشود. ثابت شد که سهم مشارکتی استفاده از صفحات مشبک در مقایسه با واگرایی تدریجی دیواره بیشتر است که با بکارگیری همزمان آنها،E/E0 Δ تا 33/5 درصد افزایش مییابد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| شیبشکن قائم؛ نسبت تخلخل؛ مدل‌های آشفتگی؛ واگرایی تدریجی دیواره؛ FLOW-3D | ||
| موضوعات | ||
| سازه های هیدرولیکی؛ مهندسی رودخانه؛ هیدرولیک | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Numerical Investigation of Hydraulic Characteristics of Vertical Drops with Screens and Gradually Wall Expanding | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Behnam Nayebzadeh1؛ Mohammad Ali Lotfollahi-yaghin2؛ Rasoul Daneshfaraz3 | ||
| 1PhD civil student in Tabriz University | ||
| 2Professor, ph.d, Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran | ||
| 3Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Maragheh, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| In the present study, the hydraulic characteristics of vertical drops with screens and the gradual wall expanding downstream using FLOW-3D software are investigated. For this purpose, two porosity ratios of the screens of 40 and 50%, 5 gradually expanding with 3 vertical drop heights in the specified discharge range were used. It was found that the numerical results are closer to the experimental results with the RNG turbulence model than k-ε. By increasing the drop height, the ΔE/E0 due to the jet floor impact intensity increased and yp/P value decreased. The maximum ΔE/E0 for 25 cm height was 51.60% and the lowest for 15 cm was 44.25%. For a constant drop height with increasing discharge, the ΔE/E0 decreased and yp/P increased. The gradually wall expanding causes turbulence on the edges and a non-uniform distribution of yd/P and by increasing yp/P and yd/P, it caused a 25% increase in ΔE/E0. The presence of screens increased yp/P, yd/P, and ΔE/E0 by 44%. The simultaneous use of gradually walls expanding and screens caused a 46% increase in ΔE/E0 and a decrease in yp/P and yd/P values. It was shown that the contribution of screens is greater than the gradually wall expanding, with their simultaneous application increasing ΔE/E0 up to 33.5%. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Vertical drop, Porosity ratio, Turbulence models, Gradually wall expanding, FLOW-3D | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] Moore, W. L., Energy loss at the base of a free overfall. Transactions of the American Society of Civil Engineers, 1943. 108(1), p. 1343-1360. [2] Rajaratnam, N. and M. R. Chamani, Energy Loss at Drops. Journal of Hydraulic Research, 1995. 33(3), p. 373-384. [3] Esen, I.I., J.M. Alhumoud, and K. A. Hannan, Energy Loss at a Drop Structure with a Step at the Base. Water international, 2004. 29(4), p. 523-529. [4] Chamani, M. R., N. Rajaratnam, and M.K. Beirami, Turbulent jet energy dissipation at vertical drops. Journal of hydraulic engineering, 2008. 134(10), p. 1532-1535. [5] Mansouri, R., and A.N. Ziaei, Numerical modeling of the flow in the vertical drop with inverse apron. 11th International Conference on Hydroinformatics, New York City, USA, 2014. [6] Sadeghfam, S., A.A. Akhtari, R. Daneshfaraz, and G. Tayfur, Experimental investigation of screens as energy dissipaters in submerged hydraulic jump. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 2015. 38(2), p. 126-138. [7] Daneshfaraz, R., S. Sadeghfam, A. Rezazadeh Joudi, Experimental investigation on the effect of screen’s location on the flow's energy dissipation. Irrigation and Drainage Structures Engineering Research, 2017. 17(67), 47-62 (in Persian). DOI: 10.22092/aridse.2017.109616 [8] Daneshfaraz, R., S. Sadeghfam, and A. Ghahramanzadeh, Three-dimensional numerical investigation of flow through screens as energy dissipators. Canadian Journal of Civil Engineering, 2017. 44(10), p. 850-859. [9] Kabiri-Samani, A.R., E. Bakhshian, and M.R. Chamani, Flow characteristics of grid drop-type dissipators. Flow Measurement and Instrumentation, 2017. 54, p. 298-306. [10] Daneshfaraz, R., S. Sadeghfam, A. Rezazadeh Joudi, Experimental Investigation of Energy Dissipation in the Sudden Choked Flow with Free Surfaces. Journal of Civil and Environmental Engineering, 2018. 48(2), 101-108 (in Persian). [11] Ghaderi, A., M. Dasineh, S. Abbasi, Impact of Vertically Constricted Entrance on Hydraulic Characteristics of Vertical Drop (Numerical Investigation). Journal of Hydraulics, 2019. 13(4), p. 121-131. [12] Daneshfaraz, R., S. Sadeghfam, and A. Tahni, Experimental Investigation of Screen as Energy Dissipators in the Movable-Bed Channel. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering, 2019. Doi: 10.1007/s40996-019-00306-7. [13] Daneshfaraz, R., S. Sadeghfam, V. Hasanniya, Experimental investigation of energy dissipation the vertical drops equipped with a horizontal screen with the supercritical flow. Iranian Journal of Soil and Water Research, 2019. (In Persian). DOI: 10.22059/ijswr.2019.269301.668053 [14] Norouzi, R, R. Daneshfaraz, and A. Bazyar, The Study of Energy Dissipation due to the use of Vertical Screen in the Downstream of Inclined Drops by Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS). AUT Journal of civil engineering. 2019.(In Persian). DOI: 10.22060/CEEJ.2019. 16694. 6305. [15] ] Sadeghfam, S. R. Daneshfaraz, R. Khatibi, O. Minaei, Experimental studies on scour of supercritical flow jets in upstream of screens and modelling scouring dimensions using artificial intelligence to combine multiple models (AIMM), Journal of Hydroinformatics, 2019. [16] Hager, W.H. Hydraulic jump in non-prismatic rectangular channels. Journal of Hydraulic Research, 1985. 23(1), p. 21-35. [17] Grant, D.M. and B.D. Dawson, Open Channel Flow Measurement Handbook". 5th ed. ISCO Inc. 1998. [18] Çakir, P. Experimental investigation of energy dissipation through screens (Doctoral dissertation, M. Sc. thesis, Department of Civil Engineering, Middle East Technical University, Ankara, Turkey). 2003. [19] Balkiş, G. Experimental Investigation of Energy Dissipation through Inclined Screens. (Doctoral dissertation, Middle East Technical University, Ankara, Turkey), 2004. [20] Flow Science Inc. FLOW-3D V 11.2 User’s Manual. Santa Fe, NM, USA. 2016 [21] Ghaderi, A., Abbasi, S. CFD simulation of local scouring around airfoil-shaped bridge piers with and without collar. Sādhanā, 44(10), 216, 2019. [22] Daneshfaraz, R., A. Ghahramanzadeh, A. Ghaderi, A.R. Joudi, J. Abraham, Investigation of the Effect of Edge Shape on Characteristics of Flow under Vertical Gates. Journal‐American Water Works Association, 2016. 108(8): 425-432. [23] Daneshfaraz, R., O. Minaei, J. Abraham, S. Dadashi, A. Ghaderi, 3-D Numerical simulation of water flow over a broad-crested weir with openings. ISH Journal of Hydraulic Engineering, 2019. 1-9. [24] Daneshfaraz, R., and Ghaderi, A. Numerical Investigation of Inverse Curvature Ogee Spillway. Civil Engineering Journal, 3(11): 1146-1156. 2017. [25] Versteeg, H. K., and W. Malalasekera, An introduction to computational fluid dynamics: the finite volume method, Pearson Education. 2007. [26] Ghaderi, A., Dasineh, M., Abbasi, S., and Abraham, J. Investigation of trapezoidal sharp-crested side weir discharge coefficients under subcritical flow regimes using CFD. Applied Water Science, 10(1), pp. 1-12, 2020 [27] Nayebzadeh, B., M.A. Lotfolahi-Yaghin, and R. Daneshfaraz, Experimental study of Energy Dissipation at a Vertical Drop Equipped with Vertical Screen with Gradually Expanding at the Downstream. AUT Journal of civil engineering, 2019. (In Persian). DOI: 1022060/CEEJ.2019.16493.6265. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 567 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 792 |
||
