آمار
| تعداد نشریات | 13 |
| تعداد شمارهها | 658 |
| تعداد مقالات | 6,859 |
| تعداد مشاهده مقاله | 10,001,263 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 9,301,962 |
بررسی عددی اثر همگرایی دیوارههای سرریز روی مشخصات هیدرولیکی جریان در سرریز سد و احتمال وقوع پدیده ی کاویتاسیون | ||
| مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
| مقاله 6، دوره 25، شماره 5، آذر و دی 1397، صفحه 109-127 اصل مقاله (1.39 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2019.14350.2913 | ||
| نویسندگان | ||
| حمزه ابراهیم نژادیان* 1؛ محمد مناف پور2؛ وحید بابازاده3 | ||
| 1گروه عمران آب و سازه های هیدرولیکی، دانشکده ی مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| 2استادیار و عضو هیئت علمی گروه مهندسی عمران دانشکده فنی دانشگاه ارومیه | ||
| 33- کارشناسی ارشد عمران سازه های هیدرولیکی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: سرریزها از مهمترین و حساسترین بخش ها در سازه سدها به شمار می آیند که وظیفه تخلیه دریاچه سد در مواقع اضطراری و سیلابی را بر عهده دارند. با وجود این که مطالعات زیادی برای شناخت مشخصات جریان بر روی سرریزها انجام شده است، اما اطلاعات اندکی در مورد تاثیر همگرایی دیواره های سرریز برروی مشخصه های هیدرولیکی جریان فوق بحرانی پاییندست تنداب و پتانسیل وقوع کاویتاسیون موجود است. برای کاهش هزینههای ساخت سرریزهای نسبتاً طولانی و همچنین لحاظ عوامل توپوگرافیکی، دیوارههای سرریز را بخصوص در تندابها به صورت همگرا اجرا میکنند. دراثر همگرایی دیواره ها و اندرکنش جریان سرریز با این دیواره ها، جریان فوق بحرانی موجی، شکل میگیرد که حاصل این اندرکنش، تشکیل امواجی در پاییندست سرریز و روی دیواره های تنداب می باشد. این پدیده، میدان جریان پاییندست را تحت تأثیر قرار داده، شرایط نامتعادل هیدرولیکی روی سرریز را باعث میشود و بنابراین ارتفاع امواج روی دیواره، طرح دیوارهای کناری تنداب را تحت تأثیر قرار داده و از این لحاظ پروفیل امواج روی دیواره نیز اهمیت می یابد. مواد و روشها: در این تحقیق با استفاده از نرمافزار Flow-3D، مدل آشفتگی و روش حجم محدود به شبیهسازی جریان بر روی سرریز همگرا سد گاوشان پرداختهشده و سپس تأثیر همگرایی دیوارههای سرریز سد گاوشان تحت زوایای مختلف همگرایی شامل 0، 1، 2، 5/2 و 3درجه بر مشخصههای هیدرولیکی جریان مانند نحوه توزیع سرعت متوسط، فشار متوسط کف و عمق متوسط جریان و همچنین احتمال وقوع کاویتاسیون مورد بررسی قرار گرفت. برای صحتسنجی نتایج حاصل از تحلیل عددی، از نتایج آزمایشگاهی مدل هیدرولیکی سرریز استفاده شد. یافتهها: نتایج حاکی از افزایش سرعت متوسط و عمق متوسط جریان با افزایش جمع شدگی دیوارههای سرریز می باشد. همچنین موقعیت مینیمم عمق جریان روی سرریز با افزایش جمع شدگی دیوارهها به تاج سرریزنزدیکتر میشود. جمع شدگی دیواره ها باعث ایجاد دو دسته موج های ثانویه در کناره ها و محور سرریز می شود که منجر به افزایش آشفتگی در جریان و افزایش ارتفاع دیواره های سرریز می شود. نتیجهگیری: با افزایش زاویه همگرایی، عدد فرود در طول مسیر جریان کاهش می یابد. با بررسی مقادیر فشار مشخص شد که به علت بالاآمدن عمق جریان در امتداد دیواره ها، فشار نیز در نزدیک دیواره های شوت افزایش پیدا می کند. بعلاوه با محاسبه ی شاخص کاویتاسیون در مقاطع مختلف مدل عددی مشخص شد که با افزایش زاویه ی همگرایی، شاخص کاویتاسیون افزایش یافته و در نتیجه بالاترین ریسک پدیده ی کاویتاسیون برای مدل با حداقل زاویه ی همگرایی خواهد بود. | ||
| کلیدواژهها | ||
| دیوارهی همگرای سرریز؛ شبیهسازی عددی؛ نرمافزارFlow 3D؛ پدیده ی کاویتاسیون؛ مدل آشفتگی | ||
| مراجع | ||
|
1.Barani, Gh., and Abbasi, U. 2005. Optimization of flat plate Flip Bucket radius using dimensional analysis. 5th Iranian Hydraulic Conference, November 17-19, Faculty of Engineering, ShahidBahonarUniversity of Kerman, Kerman, Pp: 145-153. (In Persian)
2.Bayrami, M.K. 2004. Water Transfer Structures. Published by Isfahan University of Technology, fourth edition. 2. 240p. (In Persian)
3.Boes, R., and Hager, W.H. 2003a. Two-phase flow characteristics of stepped spillways. J. Hydr. Engin. 129: 9. 661-670.
4.Bruce, M., Savage, M., and Johnson, C. 2001. Flow over Ogee Spillways, Physical and Numerical Model Case study. J. Hydr. Engin. ASCE. 127: 8. 320-332.
5.Ferziger, J., and Peric, M. 1996. Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer Verlag, 450p.
6.Hager, W.H. 1992. Spillways-Shockwaves and air entrainment. ICOLD Bulletin 81, Int. Commission for Large Dams, Paris, 185p.
7.Hanna, L.J., and Pugh, C.A. 1997. Hydraulic model study of Pilar Dam (Report No. PAP-752). Denver, CO: USA Department of Interior, Bureau of Reclamation.
8.Hirt, C., and Nichols, B. 1981. Volume of Fluid (VOF) Method for the Dynamics of Free Boundaries. J. Computation. Physic. 39: 201-225.
9.Hunt, S.L., Kadavy, K.C., Abt, S.R., and Temple, D.M. 2008. Impact of converging chute walls for roller compacted concrete stepped spillways. J. Hydr. Engin. 134: 1000-1003.
10.Hunt, S.L., Temple, D.M., Abt, S.R., Kadavy, K.C., and Hanson, G. 2012. Converging stepped spillways: Simplified momentum analysis approach. J. Hydr. Engin. 138: 9. 796-802.
11.Ippen, A.T. 1936. An analytical and experimental study of high velocity flow in curved sections of open channels (PhD thesis). California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA, 230p.
12.Ippen, A.T., and Dawson, J.H. 1951. Design of channel contractions. Transactions of the American Society of Civil Engineers, 116: 326-346.
13.Ippen, A.T., and Harleman, D.R.F. 1956. Verification of theory for oblique standing waves. Proc. Am. Soc. Civ. Eng. 121: 678-694.
14.Johnson, M., and Savage, B. 2006. Physical Numerical Comparison of Flow over Ogee Spillway in the Presence of Tail Water. J. Hydraul. Eng. 132: 12. 1353-1357.
15.Martin, H.M. 1960. Hydraulic Model Studies of the Trinity Dam Spillway Flip Bucket. Central Valley Project, California, Hydraulic Laboratory Report No. Hyd-467.
16.Robinson, K.M., Rice, C.E., Kadavy, K.C., and Talbot, J.R. 1998. Energy losses on roller compacted concrete stepped spillways. Proc., 1998 Water Resources Engineering, Vol. 2, ASCE, Reston, VA, Pp: 1434-1439.
17.Savage, M., and Johnson, C. 2001. Flow over Ogee Spillway: Physical and Numerical Case study. J. Hydr. Engin. 127: 8. 640-649.
18.Water Research Institute (affiliated to the Ministry of Energy). 2003. Final report of the Hydraulic Model of Gavshan Dam Overflow.
19.Woolbright, R.W. 2008. Hydraulic performance evaluation of RCC stepped spillways with sloped converging training walls (Master’s thesis). Oklahoma State University, OK, USA.
20.Willey, J., Ewing, T., Lesleighter, E., and Dymke, J. 2010. Numerical and physical modeling for a complex stepped spillway. Hydropower & Dams, 3: 103-113. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 931 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 736 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب