به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

علیرضا مسجدی

  • مهدی صیاحی، علیرضا مسجدی*، امین بردبار، محمد حیدرنژاد، اصلان اگدرنژاد
    این تحقیق به منظور بررسی اثر زاویه آستانه سرریز جامی مثلثی در پایداری سنگ چین در پایین دست آن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور آزمایش هایی در چهار مدل سرریز جامی مثلثی با چهار زاویه آستانه متفاوت از جنس فایبر گلاس استفاده شد. آزمایش ها با استفاده از یک چگالی سنگ چین با چهار قطر مختلف در حالت آب زلال انجام شد. در هر آزمایش عمق جریان در شرایط آستانه حرکت اندازه گیری و سپس با استفاده از داده های بدست آمده عدد پایداری محاسبه گردید. نتایج این تحقیق نشان داد بیشترین عدد پایداری مربوط به سرریز با آستانه 45 درجه و کمترین عدد پایداری در سرریز با آستانه 15 درجه می باشد. همچنین قطر نسبی سنگ چین ها نیز عامل موثر در پایداری سنگ چین ها بوده و عدد پایداری در آستانه حرکت در چهار زاویه آستانه سرریز مثلثی با افزایش قطر نسبی سنگدانه کاهش می یابد. به منظور ارایه رابطه ای جهت تخمین قطر نسبی سنگ چین متغیرهای بررسی و ضریب همبستگی نتایج حاصل از این رابطه با نتایج آزمایشگاهی برای سرریز مثلثی 85/0 بدست آمد.
    کلید واژگان: سرریز مثلثی, عمق پایاب, استهلاک انرژی, سنگ چین
    Mehdi Sayyahi, Alireza Masjedi *, Amin Bordbar, Mohammad Heydarnejad, Aslan Egdarnejad
    One of the erosion control options in the downstream of the overflows is to use crushed stone to reduce the excess output energy and to minimize the amount of erosion and scouring in the downstream of the overflow. In this research, experiments were conducted to check the stability of the rock in the downstream of the spillway by changing the threshold angle. For this purpose, a triangular cup overflow with four different threshold angles was made of fiberglass. Experiments were carried out using a piled stone density with four different diameters in clear water. In each experiment, the flow depth was measured under the movement threshold conditions and then the stability number was calculated using the obtained data. The results of this research showed that the highest stability number related to the overflow with a threshold of 45 degrees and the lowest stability number was observed in the overflow with a threshold of 15 degrees. Also, the relative diameter of the aggregates is also an effective factor in the stability of the aggregates, and the stability number at the threshold of movement in the four angles of the triangular overflow threshold decreases with the increase of the relative diameter of the aggregates. In order to provide a relationship to estimate the relative diameter of the checkered stone, the variables of the investigation and the correlation coefficient of the results obtained from this relationship with the laboratory results for the triangular overflow were obtained as 0.85.
    Keywords: Triangular Overflow, Water Depth, Energy Consumption, Riprap
  • محمد درخشانی فرد، محمد حیدرنژاد*، علیرضا مسجدی، امین بردبار، اصلان اگدرنژاد
    در تحقیق حاضر با ایجاد سیکل اضافی در طول بال جانبی و قرارگیری شکافنده جریان بر روی سرریز های زیگزاگی مثلثی و ذوزنقه ای به بررسی آزمایشگاهی و عددی ضریب آبگذری پرداخته شد. نتایج حاصل از تحقیق نشان داد ایجاد سیکل اضافی تاثیر مثبتی در سرریز TRTPIO بهمراه داشته و موجب شده که ضریب آبگذری و نیز عملکرد هیدرولیکی آن نسبت به قرارگیری توام شکافنده جریان افزایش یابد. این درحالی است که ایجاد سیکل اضافی و قرارگیری شکافنده جریان بر روی سرریز زیگزاگی بصورت همزمان موجب شد تا سرریز TPTPIO بهمراه 4 عدد شکافنده جریان نسبت به دیگر مدل ها دارای ضریب آبگذری بیشتری باشد.ارزیابی کمی نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد که بطور مثال در نسبت هد هیدرولیکی 24/0، ضریب آبگذری سرریز TRTPIO نسبت به سرریزهای TPTPIO، TPTPIO همراه با 4 عدد شکافنده جریان، TRTPIO همراه با 4 عدد شکافنده جریان، آریامنش به ترتیب به میزان 21، 5/8 و 21 درصد دارای ضریب آبگذری بیشتری بوده است؛ از طرفی سرریز Mattos-Villarroel نسبت به TRTPIO به میزان 8/7 درصد دارای ضریب آبگذری بیشتری بوده است.همچنین نتایج مدلسازی عددی و آزمایشگاهی تطابق خوبی با یکدیگر داشتند؛ به طوری که سرریزها تمامی مراحل هیدرولیکی شامل چسبندگی، هوادهی کامل، هوادهی جزئی و خفگی را طی نمودند که حاکی از عملکرد مناسب سرریزها است.نتایج مدلسازی عددی نشان داد که با افزایش هد هیدرولیکی، ضریب آبگذری کاهش می یابد ضمن آنکه افزایش هد هیدرولیکی در سرریزهای زیگزاگی باعث افزایش تداخل تیغه های جریان، افت انرژی، استغراق موضعی و در نهایت کاهش راندمان هیدرولیکی سرریز می شود.
    کلید واژگان: هد هیدرولیکی, ظرفیت آبگذری, شکافنده جریان, ضریب دبی
    Mohammad Derakhshanifard, Mohammad Heydarnezhad *, Alireza Masjedi, Amin Bordbar, Aslan Egdarnejad
    The results of the dimensional analysis by Buckingham method showed that the discharge coefficient(Cd), function "Ht/P" (represents the total hydraulic head ratio (total hydraulic head to the height of the weir)), "Sf" (represents the form factor of the weir) and "Nnp".Physical and numerical modeling was done in a rectangular flume with the length of 8 meters, width of 0.6 meters and height of 0.6 meters.The results of the study showed that creating an additional cycle has a positive effect on the TRTPIO weir, and it causes the discharge coefficient as well as its hydraulic performance to increase compared to the placement of the nappe breaker.creating an additional cycle and placing the nappe breaker on the labyrinth weir at the same time makes the TPTPIO weir with 4 nappe breakers have a higher discharge coefficient than other models.Quantitative evaluation of the results of this study shows that, for example, in the hydraulic head ratio of 0.24, the discharge coefficient of TRTPIO weir compared to TPTPIO weir, TPTPIO with 4 nappe breakers, TRTPIO with 4 nappe breakers, is 21, 8.5 and 21% have higher discharge coefficient; On the other hand, the Mattos-Villarroel weir has a higher discharge coefficient than the TRTPIO weir by 7.8%.The results of numerical modeling showed that with the increase of hydraulic head, the discharge coefficient decreases.while the increase of hydraulic head in labyrinth weirs causes an increase in the interference of nappe flow, energy loss, local submergence, and finally, a decrease in the hydraulic efficiency of the weir.
    Keywords: Hydraulic Head, An Additional Cycle, Nappe Breaker, Discharge Coefficient
  • صالح عبداللهی، علیرضا مسجدی*، محمد حیدرنژاد، علی افروس، مهدی اسدی لور

    استفاده از سازه های پرتاب کننده مزایای اقتصادی و ایمنی مناسبی در مقایسه با سایر سازه های مستهلک کننده انرژی دارند. در این پژوهش به منظور بررسی اثر طول آستانه پرتاب کننده مثلثی روی آبشستگی در پایین دست آن، آزمایش هایی در یک فلوم آزمایشگاهی مستطیل شکل از جنس پلاکسی گلاس انجام گرفت. در این پژوهش با استفاده از پرتاب کننده مثلثی با طول و زاویه آستانه و عدد فرود مختلف، آبشستگی در پایین دست پرتاب کننده مثلثی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد با افزایش طول آستانه در پرتاب کننده مثلثی، استهلاک انرژی در پرتاب کننده مثلثی افزایش یافته و عمق آبشستگی در پایین دست آن کاهش می یابد. همچنین در طول نسبی آستانه 0/21 و زاویه آستانه 45 درجه بیشترین کاهش عمق آبشستگی به میزان 85 درصد دیده شد. به منظور تعیین بیشترین عمق آبشستگی نسبی، رابطه ای ارائه شد که ضریب همبستگی نتایج حاصل از این معادله با نتایج آزمایشگاهی حدود 0/92 است.

    کلید واژگان: پرتاب کننده مثلثی, عمق آبشستگی, رودخانه, طول آستانه
    S. Abdollahi, A. Masjedi*, M. Haidarnejad, A. Afros, M. Asadilor

    The use of structures has economic and safety advantages compared to other energy-consuming structures. In this research, to investigate the effect of the length of the sill of the flip bucket spillway on the scour downstream, experiments were conducted in a rectangular laboratory flume made of Plexiglas. The scouring downstream of the flip bucket spillway was investigated using a flip bucket spillway with four relative sill lengths and four threshold angles at four current intensities in the channel in this research. The results of this research showed that by the increase in the length of the sill in the flip bucket spillway, the energy consumption in the spillway increased and the scour depth downstream decreased. Also, increasing the relative length of the sill by 70% at the sill angle of 45 degrees, the scouring depth is reduced by about 88%. Also, a relationship was presented to determine the maximum depth of relative scour, and the correlation coefficient of the results obtained from this equation with the laboratory results is about 0.92.

    Keywords: Flip Bucket Spillway, Scour Depth, River, Sill Length
  • مهران صحت، امین بردبار*، علیرضا مسجدی، محمد حیدرنژاد

    امروزه تکیه گاه ها، جریان عادی رودخانه ها را مختل می کنند و سبب آبشستگی و فرسایش مواد رسوبی در اطراف خود و ایجاد چاله می شوند. این امر هر ساله خسارت زیادی به بار می آورد. پژوهشگران روش های زیادی را برای کاهش قدرت فرسایش آبی پیشنهاد کرده اند. یکی از روش های ضروری در این زمینه، ایجاد شکاف در تکیه گاه ها است. باتوجه به گسترش چاله آبشستگی، پایداری سازه پل را به مخاطره می اندازد، در این پژوهش بررسی تاثیر ابعاد شکاف در تکیه گاه روی ابعاد چاله آبشستگی صورت گرفت. نتایج نشان داد، وجود شکاف باعث کاهش ابعاد چاله آبشستگی شده است. شکاف در تکیه گاه توانست تا 50 درصد میزان حجم چاله آبشستگی را کاهش دهد. همچنین با افزایش 75 درصدی سرعت نسبی، میزان آبشستگی تا 140 درصد عمق چاله را افزایش داد و با افزایش عمق شکاف، میزان عمق چاله آبشستگی تا 85 درصد کاهش یافت.

    کلید واژگان: آبشستگی, تکیه گاه, ابعاد شکاف, عمق چاله آبشستگی
    M. Sehat, A. Bordbar*, A.R. Masjedi, M. Heidarnejad

    Today, abutments disrupt the normal flow of rivers and cause scouring and erosion of sedimentary materials around them, creating holes and resulting in much damage every year. Researchers have proposed various methods to reduce the power of water erosion. One of the essential methods in this regard is creating slots in abutments. Since the expansion of the scour hole endangers the stability of the bridge structure, this study examined the effect of slot dimensions in the support on the scour hole dimensions. The findings demonstrated that the presence of slots in abutments effectively reduces the dimensions of scour holes. With the slot, the volume of the scour hole can be reduced by up to 50%. Furthermore, as the relative speed of scouring increases by 75%, the depth of the scour hole also increased up to 140%. An increase in slot depth leads to a decrease in scour hole depth of up to 85%.

    Keywords: Scour, Abutment, Slot dimensions, Scour hole’s depth
  • مهدی نیروبخش، علیرضا مسجدی*، محمد حیدرنژاد، امین بردبار

    سرریز ها یکی از کم هزینه ترین سازه های استهلاک انرژی در سدها است  که موجب اتلاف انرژی جریان در انتهای سازه می شود. از موارد موجود در مجاورت سازه های هیدرولیکی، پدیده آبشستگی است که منجر به آسیب و تخریب سازه های هیدرولیکی می شود. یکی از روش های کنترل آبشستگی در پایین دست سرریز ها استفاده از سنگ چین می باشد. در این تحقیق پایداری سنگ چین براساس قطر نسبی سنگ چین ها در پایین دست دو سرریز جامی ساده و جامی دندانه ای مورد مطالعه قرار گرفت. این تحقیق در یک فلوم آزمایشگاهی مستطیلی با چهار قطر متفاوت با چگالی ثابت در پنج دبی در آستانه حرکت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد قطر نسبی سنگ چین عامل موثر ی در پایداری سنگ چین ها بوده و در دو سرریز جامی ساده و جامی دندانه ای  عدد پایداری در آستانه حرکت، با افزایش قطر نسبی سنگ چین ها کاهش می یابد. در کلیه قطرهای نسبی سنگ چین، عدد پایداری در پایین دست سرریز جامی دندانه ای  به علت وجود دندانه در انتهای سازه، حدود 11 درصد بیشتر از سرریز جامی ساده بوده است.

    کلید واژگان: عدد فرود, سنگ چین, عدد پایداری, سرریز جامی
    Mehdi Nirobakhsh, Alireza Masjedi*, Mohammad Haidarnejad, Amin Bordbar

    Spillway is among the most economical energy dissipating structures used in dams to dissipate flow at the end of the structure. Scouring is a phenomenon that occurs next to the hydraulic structures, leading to their deterioration and even collapse. One of the methods to control scouring downstream of a dam is using riprap. In this study, the stability of riprap based on relative particle diameter (RPD) downstream of spillways of two different categories of energy dissipators: simple and dentated flip bucket was investigated. The experiments were performed in a rectangular test flume. Ripraps of the same density and of four different diameters were investigated at five discharges at the movement threshold. Results suggested that the RPD was an important factor in stability of the riprap. Besides, in both of the examined spillways, the stability number at the movement threshold was found to decrease with increase in the RPD. For all of the RPDs studied, the stability number downstream of the dentated flip bucket was found to be 11 percent greater than that of the simple flip bucket, which may be ascribed to the presence of dentate in the former. Likewise, dentated flip bucket offered a higher level of energy dissipation.

    Keywords: Froud number, Riprap, Stability number, Flip bucket
  • محسن درفشان، علیرضا مسجدی*، محمد حیدرنژاد، امین بردبار

    سرریز های کلید پیانویی سرریزهایی هستند که ظرفیت تخلیه دبی بالایی دارند. طراحی مناسب این سرریزها، مستلزم دقت کافی در پیش بینی نوع سرریزها است. در این پژوهش به منظور بررسی اثر طول و عرض نسبی تاج سرریز کلید پیانویی دو سیکل بر ضریب دبی، آزمایش هایی در یک فلوم آزمایشگاهی مستطیل شکل از جنس پلاکسی گلاس انجام گرفت. در این پژوهش با استفاده از سرریز کلید پیانویی مستطیلی با طول نسبی تاج 0/8، 1 و 1/2 و عرض نسبی تاج 0/2، 0/3 و 0/4 در 10 شدت جریان در کانال، ضریب شدت جریان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد با افزایش بار هیدرولیکی، ضریب شدت جریان ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. همچنین افزایش طول نسبی تاج به میزان 50 درصد باعث افزایش 43 درصد ضریب شدت جریان در سرریز می شود. افزایش عرض نسبی تاج سرریز به میزان 50 درصد باعث افزایش 25 درصد ضریب شدت جریان در سرریزها می شود. همچنین رابطه ای برای تعیین بیشینه عمق آب شستگی نسبی ارایه شد که ضریب همبستگی نتایج حاصل از این معادله با نتایج آزمایشگاهی حدود 0/90 است.

    کلید واژگان: سرریز کلید پیانویی, ضریب شدت جریان, رودخانه, طول تاج سرریز
    M. Dorfeshan, A.R. Masjedi*, M. Heidarnejad, A. Bordbar

    Piano key overflows have a high discharge capacity. Proper design of these overflows requires sufficient accuracy in predicting the type of overflows. In this study, experiments were performed in a rectangular laboratory flume made of Plexiglas to investigate the effect of the relative length and width of the two-cycle piano switch overflow crest on the discharge coefficient. In present research, the flow intensity coefficient was investigated by installing a rectangular piano switch overflow with relative crest lengths of 0.8, 1, and 1.2 and relative crest widths of 0.2, 0.3, and 0.4 in 10 flow intensities in the channel. The results of this study showed that by increasing hydraulic load, the flow intensity coefficient first increases and then decreases. Also, by increasing the relative length of the crest by 50%, the current intensity coefficient increases by 43% in the overflow. Increasing the relative width of the overflow crest by 50% increases the current intensity coefficient by 25% in the overflows. Also, an equation was presented to determine the maximum relative scour depth, and the correlation coefficient of the results of this equation with the laboratory results is about 0.90.

    Keywords: Piano key overflow, Flow intensity coefficient, River, Overflow crest length
  • محمدعلی نعماوی زاده، اصلان اگدرنژاد*، علیرضا مسجدی

    با احداث سدهای بلند در مسیر رودخانه ها، سیلاب مازاد بر گنجایش مخزن بوسیله سرریزها تخلیه میگردد. نظر به اینکه جریان در سرریزها فوق بحرانی میباشد،انرژی جنبشی جریان در انتهای سرریز بسیار زیاد بوده و موجب فرسایش در پایین دست سرریز میشود.بنابراین سرریز نیاز به سازه مستهلاک کننده انرژی در قسمت انتهایی داشته تا از انرژی مازاد خروجی کاسته و میزان فرسایش و آبشستگی در پایین دست سرریز به حداقل برسد.این تحقیق جهت بررسی آزمایشگاهی تلفات نسبی انرژی در دو مدل سرریز مثلثی ساده و دندانه ای در چهار عدد فرود مختلف و در سه عمق پایاب 100، 90 و 80 درصد انجام شد.متغیرهای موثر در این تحقیق عدد فرود و عمق پایاب در انتهای پرش هیدرولیکی در سرریز جامی شکل بود.نتایج این تحقیق نشان داد در سه عمق پایاب،با افزایش عدد فرود تلفات انرژی کاهش مییابد.همچنین تلفات انرژی در حالت مسیر پرتابه آزاد نسبت به دو حالت دیگر به دلیل توسعه یافتگی کامل پرش هیدرولیکی در سرریز جامی شکل بیشتر میباشد.در حالت مقایسه کلی عملکرد سرریز مثلثی دندانه ای نسبت به حالت بدون دندانه،در اتلاف انرژی بهتر عمل نمود که علت این امر شکستگی و فشردگی خطوط جریان در برخورد با دندانه ها در انتهای قسمت پرتابه سرریز میباشد.همچنین نتایج نشان داد استفاده از دندانه در انتهای پرتابه سرریز باعث اتلاف انرژی در شرایط 100 درصد عمق پایاب در سرریز مثلثی دندانه ای نسبت به سرریز مثلثی ساده بطور متوسط به میزان 7 درصد و در شرایط 90 و 80 درصد عمق پایاب نیز بطور متوسط بترتیب حدود 8 و 10 درصد میباشد.

    کلید واژگان: عمق پایاب, استهلاک انرژی, سد, رودخانه
    MohammadAli Namavi Zadeh, Aslan Egdernezhad *, AliReza Masjedi

    In this study, experiments were performed to investigate the relative energy losses in two models of simple triangular and toothed overflow made of fiberglass in four different landings at three depths of 100%, 90%, and 80%. The effective variables in this study were the landing number and the bottom depth at the end of the hydraulic jump. The results of this study showed that at three downstream depths, energy losses decrease with increasing landing number. Also, energy losses in the free projectile mode are higher than in the other two modes due to the full development of the hydraulic jump. In the general comparison mode, the performance of a toothed triangular overflow is better in energy dissipation than in the toothed mode, due to the fracture and compression of the flow lines in contact with the teeth at the end of the overflow projectile. In general, the use of teeth at the end of the overflow projectile causes energy loss in the conditions of 100% of the bottom depth in the toothed triangular overflow compared to the simple triangular overflow by an average of 7%, and in the conditions of 90% and 80% of the bottom depth by about 8% and 10%, respectively.

    Keywords: Triangular overflow, Bottom depth, Energy dissipation, indentation
  • احمد باقری، امین بردبار، محمد حیدرنژاد*، علیرضا مسجدی
    در این تحقیق به شبیه سازی استفاده از طوقه های مشبک با اشکال مختلف بر روی پایه های پل با استفاده از نرم افزار Flow-3D پرداخته شد. نتایج نشان داد با نصب طوقه مشبک بر روی پایه پل میزان آبشستگی کاهش یافته و با تغییر شکل طوقه ها از مثلث به مستطیل، میزان آبشستگی کاهش بیشتری داشته است. با نصب طوقه مشبک با قطر روزنه (d/D) 1/ 0 طوقه های مثلثی، دایره ای، مربعی و مستطیلی به ترتیب 5/ 49 ، 2/ 52، 7/ 52 و 5/ 56 درصد کاهش آبشستگی نسبت به پایه بدون طوقه را شاهد هستیم. با نصب طوقه مشبک با قطر روزنه (d/D) 15/ 0 طوقه های مثلثی، دایره ای، مربعی و مستطیلی به ترتیب 1/ 46، 3/ 43 ، 2/ 44 و 3/ 49 درصد کاهش آبشستگی نسبت به پایه بدون طوقه را شاهد هستیم. با نصب طوقه مشبک با قطر روزنه (d/D) 2/ 0 طوقه های مثلثی، دایره ای، مربعی و مستطیلی به ترتیب 9/ 15 ، 8/ 24 ، 4/ 26 و 5/ 26درصد کاهش آبشستگی نسبت به پایه بدون طوقه را شاهد هستیم. همچنین با افزایش قطر روزنه طوقه های مشبک، میزان آبشستگی افزایش یافت بطوریکه با افزایش قطر روزنه طوقه (d/D) از 1/ 0 به 2/ 0 به طور متوسط 1/ 44 درصد افزایش آبشستگی را شاهد هستیم.
    کلید واژگان: پایه پل, طوقه مشبک, Flow-3D, طوقه مثلثی, طوقه مستطیلی, طوقه مربعی, طوقه دایره ای
    Ahmad Bagheri, Amin Bordbar, Mohammad Heidarnejad*, Alireza Masjedi
    The present study used Flow-3D to investigate the effect of installing netted collars with different shapes on bridge piers. The results showed that installing netted triangular, circular, square, and rectangular collars with a hole diameter of 0.1 (d/D) reduced scouring by 49.5, 52.2, 52.7, and 56.5 percent, respectively, compared to the case with no collars. A hole diameter of 0.15 (d/D) for the same shapes resulted in reductions of 46.1, 43.3, 44.2, and 49.3 percent compared to the case with no collars, respectively, and the reductions for a hole diameter of 0.2 (d/D) were 15.9, 24.8, 26.4, and 26.5%, respectively. Moreover, increasing the collar hole diameter (d/D) intensified scouring, such that an increase in diameter from 0.1 to 0.2 increased scouring by an average of 44.1 percent.
    Keywords: Bridge pier, netted collar, flow-3D, triangular collar, circular collar, square collar, rectangular collar
  • محمدرضا کلامی زاده، امیرعباس کمان بدست*، محمود شفاعی بجستان، علیرضا مسجدی، هوشنگ حسونی زاده
    زمینه و هدف

    یکی از روش های جدید جهت کنترل فرسایش در ساحل خارجی قوس رودخانه ها استفاده از صفحات متصل به ساحل می باشد. صفحات متصل به ساحل از جمله سازه های زیست محیطی هستند که برای کنترل فرسایش سواحل، انحراف جریان از سواحل به طرف مرکز مجرا، بهتر شدن وضعیت انتقال رسوب، توسعه رودخانه جهت قایقرانی، ترمیم و توسعه زیستگاه آبزیان رودخانه استفاده می شوند. علیرغم مزایای فراوان صفحات متصل به ساحل اما اطلاعات دقیقی در رابطه با وضعیت فرسایش و رسوب گذاری و الگوی جریان در اطراف آنها تحت شرایط هیدرولیکی و هندسی مختلف وجود ندارد و تحقیقات بسیار اندکی صورت گرفته است. در تحقیق حاضر تاثیر سناریوهای مختلف نصب آب شکن های نفوذپذیر مثلثی بر تغییرات پروفیل طولی و عرضی رسوب بستر در کانال آزمایشگاهی با قوس 180 درجه ارزیابی شده است.

    روش پژوهش: 

    در این  تحقیق هدف اصلی بررسی الگوی رسوب گذاری و فرسایش در قوس رودخانه ها با استفاده از صفحات مثلثی متصل به ساحل می باشد؛ که در این راستا در مورد تاثیر فاصله بین صفحات مثلثی و طول موثر صفحات مثلثی و نیز عدد فرود جریان بر کنترل فرسایش دیواره خارجی قوس 180 درجه تمرکز شده است. آزمایش ها در یک فلوم آزمایشگاهی با قوس 180 درجه ملایم با نسبت    و مقطع عرضی مستطیلی به عرض  0.6 متر انجام می پذیرد. زاویه نصب صفحات مثلثی ثابت برابر با 60 درجه  نسبت به ساحل بالادست، ارتفاع صفحات مثلثی نفوذپذیر از سطح رسوب ثابت برابر 10cm و نفوذپذیری صفحات مثلثی ثابت برابر 12 درصد در نظر گرفته شد. آزمایش-ها در حالت آب زلال انجام شد. طول موثر صفحات تهیه شده برابر با W/L=5، W/L=4 و W/L=3 (W= عرض مقطع جریان برابر 60 سانتیمتر ، L= طول موثر به ترتیب برابر 12 و 15 و 20 سانتیمتر) و با فواصل نصب برابر با  D/L=5 (D= فواصل نصب به ترتیب 60، 75 و 100 سانتیمتر برای 3 طول موثر) در نظر گرفته شد و در دو دبی ورودی مختلف اجرا گردید.

    یافته ها:

     بررسی تاثیر تغییرات فاصله قرارگیری صفحات مثلثی نفوذپذیر بر توپوگرافی بستر نشان می دهد در هر عدد فرود با افزایش فاصله صفحات از یکدیگر، حداکثر عمق آبشستگی افزایش می یابد، نتایج مطالعه نشان می دهد استفاده از صفحات مثلثی نفوذپذیر باعث انحراف جریان از قوس بیرونی به طرف مرکز و سپس قوس داخلی فلوم خواهد شد که این مزیت در عمل باعث کنترل فرسایش در قوس بیرونی رودخانه ها می شود. با افزایش دبی جریان ورودی و افزایش طول موثر صفحات مثلثی (طول عمود بر جریان) و فاصله صفحات مثلثی از یکدیگر در قوس 180 درجه، حداکثر عمق آبشستگی و حجم آبشستگی افزایش پیدا کرده است، نصب صفحات مثلثی با طول موثر برابر   و فاصله صفحات مثلثی برابر 5L، باعث انحراف جریان از ساحل بیرونی به طرف دماغه صفحات و میانه فلوم و در نتیجه تنش برشی بستر در میانه فلوم کاهش می یابد و این امر سبب کاهش حداکثر عمق آبشستگی کانال فرسایشی و ایجاد خط القعر در دماغه صفحات خواهد شد.

    نتایج

    نتایج نشان داد که با نصب آب شکن، تپه های رسوبی در حدفاصل بین آن ها ایجاد می شوند. بنابراین در طول موثر برابر با  W/L=5 معادل 12 سانتیمتر حداکثر ارتفاع تپه رسوبی در دیواره خارجی برابر با 30 و 31 درصد عمق آب، به ترتیب بین زاویه های صفر تا 170 درجه و 7/68 تا 115 درجه معادل 11 برابر و 3 برابر فاصله بین صفحات به ترتیب برای دبی های 5/13 و 5/15 لیتر بر ثانیه بوده است. همچنین برای شرایط ذکر شده عرض تپه رسوبی در دیواره خارجی به ترتیب به 85 و 75 درصد طول موثر صفحات رسید. آبشکن‫های مثلثی نفوذپذیر شش پایه برای رودخانه‫های میاندری مانند کارون و در قوس 90 و 180 درجه توصیه می‫شوند. این رودخانه‫ها دارای پیچش و انحنای زیاد و همچنین عمق جریان زیاد و سرعت جریان در آنها کم که حاوی رسوبات معلق زیاد می‫باشند و شیب این نوع رودخانه ها 001/0 یا کمتر بوده و به واسطه شیب کم پتانسیل حمل رسوب آنها کم و بار رسوبی عمدتا ریزدانه دارند.

    کلید واژگان: چاله آبشستگی, ساحل خارجی, فرسایش, رسوب گذاری, هیدرولیک
    MohammadReza Kalamizadeh, AmirAbbas Kamanbedast *, Mahmoud Shafai Bejestan, AliReza Masjedi, Hooshang Hasoonizadeh
    Background and Objectives

    One of the new methods for controlling erosion on the outer bank of river curve is the use of plates connected to the riverbank. Coastal vanes are the environmental structures which are used to control bank erosion, divert flow from bank to river center, improve sediment transport status, develop river for sailing, restorate and develop river's aquatic habitat. Despite the many advantages of coastal vanes, there is no detailed information about erosion and sedimentation and flow patterns around them under different hydraulic and geometric conditions and fewer research have been done. In the present study, the effect of different installation scenarios of triangular permeable vanes on bed sediment longitudinal and transverse profile changes in a laboratory channel with a 180-degree bend is evaluated.

    Methods

    In this research, the main purpose is to investigate sedimentation and erosion patterns in the rivers’ bend using coastal triangular vanes; in this regard, the impact of distance between triangular vanes, their effective length, and Froud number on the erosion control of the outer bank of the 180 degree bend is focused. Experiments in a laboratory flume with a mild 180-degree bend with a  ratio and a rectangular cross section with a width of 0.6 meters is done. The angle of fixed triangular vanes is 60 degrees, the height of the permeable triangular vanes from the sediment surface is 10cm and the permeability of the triangular vanes is 12%. The experiments were carried out with limpid water mode. The effective lengths of the prepared vanes were 12, 15 and 20 cm with installation intervals of 60, 75 and 100 cm respectively and were run at two different inlet discharges.

    Results

    Investigating the effect of the distance between permeable triangular vanes on bed topography shows that in each Froud number, with increasing the distance of vanes from each other, the maximum scour depth will be increased. The results demonstrate the use of permeable triangular vanes causes the flow deviation from the outer bank to the center and then the inner bank of the flume, which leads to control the erosion in the river outer bank. By increasing the inlet flow discharge and increasing the effective length of triangular vanes and the distance of triangular vanes from each other in a 180-degree bend, the maximum scour depth and volume are increased. The installation of triangular vanes with an effective length of  and a distance of 5L causes the flow deviation from the outer bank to the vanes cape and the middle of the flume, consequently results in a decrease in the shear stress in the middle of the flume and scour depth of the erosion channel and creates thalweg in the vanes cape.

    Conclusion

    The results illustrate that by installing the triangular vanes, the point-bars are created in the interval between them. Therefore, during the effective length of 12cm, the maximum height of the point-bar on the outer bank equals to 30 and 31% of water depth, between the 0 to 170 degrees and 68.7 to 115 degrees equal to 11 times and 3 times the distance between the vanes, for discharge values of 13.5 and 15.5 l/sec, respectively. Also, for the mentioned conditions the width of the point-bar on the outer bank reaches  85% and 75% of vanes’ effective length , respectively. Permeable triangular vanes with six pillars are recommended for meandering rivers like  Karun in 90 and 180-degree arcs. These rivers have high torsion and curvature as well as high flow depth and low flow velocity in them, which contain high suspended sediments and the slope of this type of rivers is 0.001 or less and due to the low slope, their sediment carrying potential. Sediment loads are mostly fine.

    Keywords: Scour, Groin, erosion, sedimentation, Hydraulic
  • محمدتقی سراجیان، علیرضا مسجدی*، محمد حیدرنژاد، هوشنگ حسونی زاده

    در این تحقیق آزمایش ها جهت تعیین دبی ورودی به آبگیر در قوس 90 درجه همگرا با هدف بررسی تاثیر خصوصیات جریان بر نسبت دبی انحرافی در شرایط با صفحه و بدون صفحه مستغرق انجام گرفت. متغیرهای موثر در این تحقیق عدد فرود، همگرایی و زاویه صفحات بود. جهت انجام این تحقیق از یک کانال مستطیلی با قوس 90 درجه استفاده شد که با استفاده از چهار دبی مختلف، چهار زاویه متفاوت صفحات مستغرق و چهار درجه همگرایی انتهای کانال به بررسی متغیرها پرداخته شد. نتایج نشان داد با همگرا کردن کانال آزمایشگاهی دبی انحرافی به آبگیر افزایش پیدا کرده است. هر چه انتهای کانال همگراتر شود باعث افزایش بیشتر دبی انحرافی می شود، به طوریکه با همگرا کردن کانال (b/B) از صفر به 0/75 دبی انحرافی به آبگیر به طور متوسط از 64/9 به 81/4 درصد رسیده است که نشان دهنده افزایش 16/5درصدی دبی انحرافی به آبگیر می باشد. با نصب صفحات مستغرق دبی انحرافی به آبگیر کاهش پیدا کرده است. هر چه زاویه صفحات مستغرق کمتر شد، دبی انحرافی نیز کاهش پیدا کرد، به طوریکه با نصب صفحات مستغرق با زاویه 25، 30، 45 و 60 درجه دبی انحرافی به آبگیر به طور متوسط به ترتیب نسبت به مدل بدون صفحه مستغرق  14/9، 9/9، 6/8 و 2/3 درصد کاهش داشته است. همچنین با افزایش عدد فرود از 0/14 به0/23 دبی انحرافی به آبگیر به طور متوسط 5/3 درصد کاهش داشته است.

    کلید واژگان: آبگیر, دبی انحرافی, صفحه مستغرق, قوس رودخانه, همگرایی
    MohammadTaghi Serajian, Alireza Masjedi *, Mohammad Heidarnejad, Hooshang Hasonizadeh

    In this study, experiments are carried out to determine the deviation flow into the intake in a 90º convergent bend, aiming to investigate the effect of flow characteristics on deviation flow with and without submerged vanes. The effective variables include Froude number, convergence, and submerged vanes’ angle. For this research, a Rectangular channel with a 90º arc was used, which was studied using four different discharges, four different angles of submerged vanes and four degrees of convergence of the end of the channel. According to the results, the deviation flow to the intake increases by converging the laboratory flume. As the end of the flume is converged, the deviation flow is further increased. As the flume is converged (b/B) from 0 to 0.75, the deviation flow is increased from 64.9 to 81.4%, showing a 16.5% increase. Deviation flow is decreased by installing submerged vanes. A decrease in submerged vanes’ angle reduces the deviation flow. Compared to the model without a submerged vane, deviation flow is decreased by 14.9, 9.9, 6.8, and 2.3% by installing submerged vanes at angles of 25, 30, 45 and 60º, respectively. Deviation flow is also decreased by increasing the Froude number, such that it decreases by 5.3% with the increase of Froude number from 0.14 to 0.23.

    Keywords: Intake, deviation flow, Submerged vane, River bend, Convergence
  • محمدحسین نورالله دزفولی، امیرعباس کمان بدست*، علیرضا مسجدی، محمد حیدرنژاد، محمدحسین پورمحمدی

    یکی از روش های کنترل پرش هیدرولیکی در پایین دست سازه های هیدرولیکی و تامین عمق پایاب مناسب، استفاده از حوضچه آرامش با واگرایی ناگهانی است. مطالعات گذشته نشان داده است که دراین حوضچه ها طول پرش و در نتیجه طول حوضچه نسبت به حوضچه کلاسیک افزایش دارد. از سوی دیگر زبرکردن بستر از جمله تمهیداتی است که می تواند به منظور کاهش طول حوضچه مورد استفاده قرار گیرد. حال این سوال مطرح خواهد بود که میزان تاثیر زبر کردن بستر چقدر می باشد. لذا در این مطالعه تاثیر حضور زبری بر طول پرش در حوضچه های واگرای ناگهانی بررسی شده است. برای این منظور آزمایشات در فلومی با طول 12 متر و عرض و ارتفاع 0/8 و 0/7 متر با واگرایی متقارن با نسبت بازشدگی 0/33 در محدوده اعداد فرود 2 تا 10 انجام شد. نتایج این مطالعه نشان داد که زبری ها افزایش 31 درصدی طول پرش حاصل از واگرایی ناگهانی نسبت به پرش کلاسیک، را به میزان 12درصد نسبت کاهش داده است و از نظر طول حوضچه مشابه حوضچه USBR- ΙI می باشد. همچنین زبری ها باعث کاهش طول غلتاب به میزان 20 درصد نسبت به پرش در مقطع ناگهانی ولی بستر صاف خواهد شد.

    کلید واژگان: جهش آبی, واگرائی ناگهانی, طول پرش, حوضچه آرامش, زبری
    MohammadHosein Noralah Dezfouli, AmirAbas Kamanbedast *, Alireza Masjedi, Mohammad Heidarnejad, MohammadHosein Purmohammadi

    One of the measures to control the hydraulic jump at the downstream of hydraulic structures and to provide required sequent depth is to use a stilling basin with sudden contraction. Previous studies have shown that in this basin the jump length increases compare to the classical jump. On the other hand, it has been shown that roughening the bed is a measure that can be used to decrease the jump length. Therefore, it can bring a question that by roughening the bed of sudden contraction stilling basin how much can decrease the jump length? Therefore, in this study the effect of roughness on jump length at the mentioned stilling basin has been investigated. The tests have performed in a flume of 12-meter-long, 0.8-meter-wide and 0.7-meter height. The contraction ratio was 0.33 and the Froude number ranged between 2 to 10. The results have shown that the roughness can decrease the jump length up to 31% compare to the classic jump and can decrease up to 12% compare to the smooth bed of sudden contraction stilling basin. The jump length is equal to the USBR type II. It was found that the roughness can decrease the roller jump up to 20 percent compare to the sudden contraction of smooth bed.

    Keywords: Hydraulic jump, sudden contraction, Jump length, Stilling basin, Roughness
  • جمال فیلی، محمد حیدرنژاد*، علیرضا مسجدی، مهدی اسدی لور

    سرریزهای زیگزاگی سازه هایی هستند که برای انتقال جریان های بزرگ در هدهای کم، طراحی می شوند. به عبارت دیگر، سرریزهای زیگزاکی نوع خاصی از سرریز غیرخطی بوده که به عنوان یک گزینه اقتصادی و فنی جهت کنترل جریان مورد استفاده قرار می گیرند. کاربری آنها زمانی است که افزایش ظرفیت سرریز از طریق افزایش عرض سرریز به دلیل شرایط توپوگرافی میسر نمی باشد. این نوع سرریزها ظرفیت تخلیه دبی بسیار بالایی دارند. با توجه به افزایش طول موثر و به دنبال آن افزایش راندمان تخلیه در این گونه سرریزها می توان از آن ها در سرریز سدها و یا سازه های تنظیم آب استفاده نمود. با توجه به اینکه تاکنون در خصوص بررسی ضریب دبی سرریز در حالت پلان قوسی مطالعات جامعی انجام نشده است لذا در این تحقیق مطالعاتی بر روی سرریزهای کنگره ای قوسی ذوزنقه ای با شعاع قوس و طول سیکل متفاوت انجام شد. آزمایشات متعددی با استفاده از روش مدل سازی فیزیکی جهت بررسی تاثیر نسبت عرض دماغه سیکل های کناری سرریز به عرض دماغه سیکل میانی (w2/w1) نسبت شعاع قوس به عرض سیکل میانی (R/w1) و نسبت طول سیکل سرریز به عرض سیکل میانی (B/w1) بر ضریب دبی سرریز، انجام گردید. این آزمایشات نشان دادند با کاهش نسبت عرض دماغه سیکل های سرریز (w2/w1)، ضریب دبی روند افزایشی تا 33 درصد از خود نشان می دهد.

    کلید واژگان: سرریز زیگزاگی, سرریز قوسی ذوزنقه ای, نسبت عرض دماغه
    Jamal Fili, Alireza Masjedi, Mahdi Asadi Lor

    Labyrinth weirs are structures designed for transferring large flows at low heads. In other words, labyrinth weirs are a particular type of nonlinear weirs used to control a flow as an economic and technical option. They are used when it is not possible to increase the capacity of a weir through increasing its width due to topographic conditions. These types of weirs enjoy a very high discharge capacity. As these types of weirs increase the effective length and following that the discharge efficiency, they can be used as dam weirs or water regulation structures. Considering the fact that there have been no comprehensive studies so far to investigate the weir discharge coefficient when the weir has a curved plan, in this research, some studies were conducted on trapezoidal arced labyrinth weirs with different arc radii and cycle lengths. Numerous experiments were performed using the physical modeling method to investigate the effect of the ratio of the inside apex width of the side weir cycles to the inside apex width of the middle weir cycle (w2/w1), the ratio of arc radius to the width of the middle weir cycle (R/w1), and the ratio of the length of a weir cycle to the width of the middle weir cycle (B/w1) on the weir discharge coefficient. The experiments revealed that by decreasing the inside apex width ratio of the weir cycles (w2/w1), the discharge coefficient shows an increasing trend up to 33%.

    Keywords: labyrinth weir, arced trapezoidal weir, apex width ratio
  • علی نیکنام، محمد حیدرنژاد*، علیرضا مسجدی، امین بردبار

    مسئله آبشستگی یکی از مهمترین مسایل در بحث مهندسی رودخانه می باشد. سالانه تعداد بسیار زیادی از پل ها در سراسر جهان تخریب می شوند که عمدتا به دلیل عدم در نظر نگرفتن نقش هیدرولیکی در طراحی آنها می باشد. از جمله روش های کنترل و کاهش آبشستگی موضعی می توان از استفاده از زبری ها، طوق، صفحات مستغرق و شمع های حفاظتی نام برد. در پژوهش حاضر به بررسی تاثیر شمع های حفاظتی در کنترل و کاهش آبشستگی در اطراف پایه ی دوکی پرداخته شده است. نتیجه های پژوهش آزمایش ها نشان دادند با نصب 5 شمع با زاویه ی 30 درجه و با فاصله نسبی 5/0 (L/D)، شاهد 20 درصد کاهش آبشستگی نسبت به پایه ی دوکی بدون شمع می باشد. این کاهش آبشستگی به دلیل منتقل شدن رسوبات اطراف شمع به سمت پایه ی و جمع شدن رسوبات در وسط شمع ها و جلوی پایه ی دوکی می باشد. دلیل دیگر، تغییر رژیم جریان و کاهش سرعت و گردابه در جلوی پایه ی دوکی می باشد که این نیز به نوبه خود باعث کاهش آبشستگی شده است. همچنین افزایش سرعت نسبی (V/Vc) (سرعت جریان به سرعت بحرانی) از 54/0 به 95/0 به طور متوسط باعث افزایش آبشستگی به میزان 4/165 درصد شده است.

    کلید واژگان: پایه ی پل, دوکی, شمع, آبشستگی
    Ali Niknam, Mohammad Heidarnejad *, Alireza Masjedi, Amin Bordbar

    Scour is among the most critical topics in river engineering. A large number of bridges around the world are destructed mainly due to ignoring the hydraulic function in the design of bridges. The use of roughness, collars, submerged plates, and protective piles are among the methods for controlling and reducing local scouring. This study investigated the effect of protective piles in controlling and reducing scouring around spindle-shaped piers. According to the experimental results, by installing 5 piles at an angle of 30˚ with a relative distance (L/D) of 0.5, scouring decreased by 20% relative to the pile-less spindle-shaped pier. This scour reduction can be attributed to the transport of sediments around the pile toward the pier and accumulation of sediments in the middle of piles and in front of the spindle-shaped pier. The other factor reducing local scour is the change in the flow regime and reduced velocity and vortices in front of the spindle-shaped pier. Moreover, as the relative velocity (V/Vc, the ratio of the flow velocity to the critical velocity) increased from 0.54 to 0.95, scouring increased by 165.4% on average. The water flow colliding the spindle-shaped pier and the formation of a downward flow cause scouring. An increase in the flow velocity also increases the vertical velocity and vortices and thereby scouring. The mathematical model simulated by Flow-3D is consistent with the physical model showing an acceptable error rate of 4.3%.

    Keywords: Spindle-shaped bridge base, pile, Scour
  • امیررضا بهره بر، محمد حیدرنژاد*، علیرضا مسجدی، امین بردبار

    ترکیب سرریزهای کنگره ای با روزنه می تواند راه حلی مفید برای عبور مواد شناور از روی سرریز و انتقال مواد رسوبی از روزنه باشد. همچنین ایجاد شکاف در بال سرریز موجب عبور دبی بیشتری می شود. در این تحقیق با چهار دبی (5، 10، 15 و 20 لیتر بر ثانیه) و عرض و ارتفاع کانال 30 و 40 سانتی متر، مدل های سرریزهای کنگره ای ذوزنقه ای- روزنه، مربعی- روزنه و مثلثی- روزنه به صورت آزمایشگاهی و با نرم افزار Flow3D با مدل آشفتگی K-ε از نوع RNG  مطالعه شد و نتایج با همدیگر مقایسه شد از بین تمامی مدل های گفته شده، سرریز کنگره ای مثلثی- روزنه دار  بیشترین ضریب دبی را به خود اختصاص داد و با افزایش نسبت Ht/P (Ht: هد آب روی تاج سرریز، P: ارتفاع سرریز) برای تمامی مدل ها ضریب دبی افزایش یافت. با توجه به کارآیی این نوع از سرریزها بیشترین ضریب دبی در نسبت های Ht/P  پایین، به دست آمد. در نسبت های پایین با توجه به اینکه جریان به حالت آزاد است ضریب دبی سرریز روند صعودی داشته و با افزایش این نسبت سرریز حالت نیمه مستغرق پیدا می کند. همچنین برای طراحی سرریز، بهترین نسبت Ht/P در محدوده بین 0/13 تا 0/41 است که حداکثر ضریب دبی معادل 1/2Cd= در این محدوده قرار می گیرد.

    کلید واژگان: سرریز- روزنه, ضریب دبی جریان, طول موثر, Flow3D
    A. R. Bahrebar, M. Heidarnejad*, A. R. Masjedi, A. Bordbar

    The combination of a labyrinth weir with an orifice is a proper solution for floating material to pass over the weir and transfer sediment through the orifice. Additionally, creating a slot in the overflow wing leads to higher discharge. This study examined four discharges (5, 10, 15, and 20 liters per second) with channel width and height of 30 and 40 cm in trapezoidal-orifice, square-orifice, and triangular-orifice labyrinth weirs in the laboratory and using Flow3D with RNG k-epsilon (k-ε) turbulence model, the results were compared with one another. Comparing the discharge flow over weirs and measuring the discharge coefficient among the mentioned models showed that the triangular-orifice labyrinth weir had the highest discharge rate. Moreover, the increased Ht/P ratio (Ht represents total hydraulic head; P denotes weir height) for all models resulted in the increased discharge coefficient. Due to the efficiency of this type of weirs, the highest discharge coefficient was obtained at low Ht/P ratios. At lower ratios, since there was free flow, the coefficient of weir discharge increased, and as the ratio increased, the weir was partially submerged. Furthermore, for the weir design, the best Ht/P ratio was between 0.13 to 0.41, and the maximum discharge coefficient (Cd = 1.2) was within this range.

    Keywords: Orifice-weir, Discharge coefficient, Effective length, Flow3D
  • پوریا صادقی چیکانی، حسین صدقی، علیرضا مسجدی*، محمد حیدرنژاد، محمد حسین پور محمدی

    در این مطالعه به منظور بررسی اثر فاصله نسبی و طول نسبی بین دو آبشکن T شکل و همچنین تاثیر عدد فرود بر فرآیند آبشستگی در قوس، آزمایش هایی در یک فلوم آزمایشگاهی مستطیل شکل و با قوس 180 درجه از جنس پلاکسی گلاس انجام گرفت. در این تحقیق با نصب دو آبشکن T شکل با چهار فاصله نسبی و طول نسبی مختلف در نیمه اول قوس 180 درجه، پدیده آبشستگی حول آبشکن مورد بررسی قرار گرفت. برای مصالح کف فلوم از ماسه با دانه‌بندی یکنواخت و ضریب یکنواختی استفاده شد. کلیه آزمایش ها در چهار دبی مختلف و عمق جریان ثابت در شرایط آب زلال انجام گردید. نتایج این تحقیق نشان داد بین حداکثر عمق نسبی آبشستگی نسبی با طول نسبی آبشکن ، فاصله نسبی آبشکن وعدد فرود رابطه مستقیم وجود دارد و با افزایش فاصله نسبی، طول نسبی و همچنین عدد فرود، حداکثر عمق نسبی آبشستگی در دهانه آبشکنT شکل افزایش پیدا می کند. به‌منظور مقایسه تاثیر طول نسبی آبشکن بر عمق آبشستگی نسبی در تحقیق حاضر با سایر محققین استفاده شد. همچنین رابطه جهت تعیین حداکثر عمق آبشستگی نسبی ارایه شد که ضریب همبستگی نتایج حاصل از این معادله با نتایج آزمایشگاهی حدود 98 /0 می‌باشد.

    کلید واژگان: آبشکن متوالی T شکل, عمق آبشستگی, قوس رودخانه, رسوبات
    P. Sadeghi Chikani, H. Sedghi, A. Masjedi, M. Haidarnejad, M. H. Pourmohammadi

    Experimental investigation on scoring and determination of depth of scoring are among the most important issues in T-shape spur dike designation with model T-shape spur dike was measured in a laboratory flume with 180 degree bend under clear water. In this study, we conducted evaluate the effect of relative distance between two T-shape spur dikes in the bend on the occurred scour. For this purpose, two spur dikes were installed at four different relative distances and four different relative lengths in the first half of an180 degree bend. All experiments were performed in four Froude number and a constant flow depth. The results show that with increasing the relative distance of T-shape spur dikes, the relative maximum scour depth increase at the opening of the spur dikes. Measuring depth of scouring based on experimental observation, an empirical relation is developed with high regression coefficient 0.98.

    Keywords: T-shaped series, Scour depth, River bend, Sediments
  • سید مهدی نقیب زاده، محمد حیدرنژاد*، علیرضا مسجدی، امین بردبار

    سرریزهای کلیدپیانویی جدیدترین نوع سرریزهای غیرخطی هستند که نسبت به سرریزهای لبه تیز خطی طول تاج بیشتری را در همان عرض به دست می دهند و از اینرو ظرفیت تخلیه را بالاتر می برند. استفاده از موانع در کلید خروجی سرریزهای کلیدپیانویی با هدف افزایش میزان استهلاک انرژی در آنها روشی است که تاکنون کمتر به آن توجه شده است. در پژوهش حاضر برای انجام آزمایش ها از دو مدل پلکانی و بافل (ارتفاع پلکان ها 30 میلی متر و ابعاد بافل 30×30 میلی متر) استفاده شد و شبیه سازی سه بعدی توسط نرم افزار Flow3D انجام گردید. همچنین آزمایش ها در محدوده دبی 50-10 لیتر بر ثانیه اجرا شدند. طبق نتایج با افزایش دبی میزان استهلاک انرژی کاهش می یابد. میزان استهلاک انرژی در موانع بافل به میزان 8/75 درصد بیشتر از میزان استهلاک انرژی در موانع پلکانی و 15/21 درصد بیشتر از میزان استهلاک انرژی در حالت بدون مانع است.

    کلید واژگان: افت انرژی, استهلاک انرژی, سرریز کلیدپیانویی, ضریب دبی, مدل عددی Flow3D
    Seyed Mehdi Naghibzadeh, Mohammad Heidarnezhad *, Alireza Masjedi, Amin Bordbar

    Piano Key Weirs (PKWs) are amongst the newly developed long-crested weirs that offer a higher discharge capacity relying on their more extended crest compared to labyrinth weirs of the same width. However, the use of barriers at the outlet of PKWs to increase energy dissipation has received little attention so far. In the present work, stepped and baffled models (with a bench height of 30 mm and baffle dimensions of 30 * 30 mm) were adopted to conduct experiments, and the Flow3D software was used for 3D simulation. Experiments were performed using discharge rate of 10 to 50 lit/s. The results revealed by increasing the discharge rate, the energy dissipation reduces. The energy dissipation rate using the baffles was 8.75% higher than that of the stepped model, and 15.21% higher than that of the case with no barriers.

    Keywords: energy loss, energy dissipation, Piano key weir, discharge coefficient, FLOW 3D Software
  • محمود دلف لویمی، علیرضا مسجدی*، محمد حیدرنژاد، امین بردبار، امیرعباس کمان بدست

    در این مطالعه به منظور بررسی توام کابل و طوقه در کنترل آبشستگی در اطراف پایه های پل، آزمایش هایی در یک فلوم آزمایشگاهی از جنس پلاکسی گلاس در مسیر مستقیم انجام گرفت. آزمایش ها با استفاده از سه قطر مختلف کابل، سه زاویه مختلف و سه دور ردیف کابل در یک شدت جریان ثابت در حالت آب زلال انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد نصب کابل با قطر نسبی 1 /0 نسبت به قطر های دیگر کابل بیش ترین درصد کاهش در عمق آبشستگی در کلیه پایه ها را ایجاد می کند. بیش ترین درصد کاهش عمق آبشستگی در پایه استوانه ای در شرایط استفاده از کابل و بدون طوقه در قطر نسبی 1 /0 و در شرایط سه ردیفه و در زاویه 15 درجه حدود 43 درصد مشاهده می شود. همچنین در کلیه شرایط استفاده توام از کابل و طوقه در مقایسه با حالت بدون طوقه، باعث افزایش درصد کاهش عمق آبشستگی در اطراف پایه استوانه ای می شود. بطوریکه استفاده از طوقه بطور متوسط باعث کاهش عمق آبشستگی در حدود 43 درصد نسبت به حالت بدون طوقه می شود. همچنین بیش ترین عمق آبشستگی در شرایط توام کابل و طوقه در زاویه پیچش 15 درجه، قطر نسبی کابل 1 /0 و سه ردیفه،  حدود 63 درصد بدست آمد.

    کلید واژگان: طوقه, کابل, عمق آبشستگی, رسوبات
    Mahmmud M. Delf Lovimi, Alireza Masjedi*, Mohammad Heidarnejad, Amin Bordbar, AmirAbbas Kamanbedast

    In this study, in order to examine the joint of the cable and the collar in control of scour around the bridge piles, experiments were carried out in a rectangular plexiglass flume as a direct path. The experiments were carried out using three different cable diameters, three different thread angles and three rounds of the cable threaded at a steady current in clear water. The results of this study showed that, installing a cable and collar around the base of the cylinder is an effective factor in reducing the depth of scouring around it. Also, in all conditions of use of cable and collar, compared with the without collar mode, it increases the percentage of reducing scour depth around the cylindrical base. The use of collar on average reduces scour depth by about 43 percent compared to without collar condition. Also, the maximum scour depth in cable and collar conditions at a thread angle of 15 degree, a diameter ratio of 0.1 percent and triple threaded was about 63 percent.

    Keywords: Collar, Cable, Scour depth, Sediment
  • فریده کرم زاده، علیرضا مسجدی*، محمد حیدرنژاد، امیرعباس کمان بدست، امین بردبار

    در این مطالعه به منظور بررسی اثر قطر لوله مستغرق در کنترل آبشستگی، آزمایش هایی در یک فلوم آزمایشگاهی در مسیر مستقیم انجام گرفت. در این تحقیق با قرار دادن یک لوله استوانه ای به همراه تیغه در زیر آن در دو حالت با وجود تیغه و بدون تیغه در زیر آنها اقدام به انجام یک سری آزمایش گردید. آزمایش ها با استفاده از چهار قطر مختلف لوله، چهار طول تیغه، پنج مکان قرارگیری بصورت افقی در زیر لوله در یک شدت جریان ثابت در حالت آب زلال انجام شد.در انتهای هر آزمایش طول و عمق آبشستگی در زیر لوله اندازه گیری شد.نتایج این تحقیق نشان داد در کلیه شرایط، مکان قرارگیری تیغه در زیر لوله و افزایش قطر لوله عامل موثر در اندازه عمق آبشستگی در اطراف آن می باشد. همچنین در کلیه شرایط استفاده از تیغه طولی در مقایسه با حالت بدون تیغه، باعث افزایش درصد کاهش عمق آبشستگی در اطراف لوله مستغرق می شود. بطوریکه در قطر 1/3 سانتی‎متر استفاده از تیغه با طول 2/5سانتی‎متر و محل قرارگیری تیغه از مرکز لوله به پایین دست بطور متوسط باعث کاهش عمق آبشستگی در حدود 70 درصد نسبت به حالت بدون تیغه می‎شود.

    کلید واژگان: تیغه, قطر لوله, عمق آبشستگی, طول آبشستگی
    Fariedeh Karamzadeh, Alireza Masjedi *, Mohammad Heidarnejad, Amir Abbas Kamanbedast, Amin Bordbar

    The effect of submerged pipe diameter on scour controlling a direct laboratory flume was experimentally studied. Experiments were carried out on a cylindrical pipe with or without a lower blade. For these experiments, four pipe diameters, four blade lengths, and five horizontal placement modes for the lower blade were considered using a constant discharge under clear-water conditions. At the end of each experiment, the length and depth of scour beneath the pipe were measured. According to the results, the location of the lower blade and increased pipe diameter affect the scour depth around the pipe. In all cases, the use of a longitudinal blade caused an increase in the percentage of scour depth reduction around the submerged pipe. For a pipe with a diameter of 3.1 cm, the use of a blade length of 2.5 cm downstream the center of the pipe reduced the scour length by 70% on average as compared to the pipe without a lower blade.

    Keywords: Blade, Pipe diameter, Scours depth, Submarine pipelines
  • ابراهیم نجاران، امیرعباس کمان بدست*، محمود شفاعی بجستان، علیرضا مسجدی، هوشنگ حسونی زاده

    آبشکن های نفوذپذیر سازه هایی هستند که با انحراف جریان فرساینده از قوس بیرونی رودخانه بطرف مرکز آن، فرسایش ساحل بیرونی رودخانه را مهار می کنند. در این مطالعه به بررسی الگوی فرسایش و رسوبگذاری در اطراف سازه آبشکن در شرایط نصب فاصله متفاوت آبشکن ها از یکدیگر پرداخته شده است. المان های بتنی شش پایه از جمله مصالحی هستند که با قرار گرفتن روی هم یک سازه نفوذپذیر را تشکیل داده و بدون خشکاندن بستر رودخانه قابل اجرا می باشند. در این راستا چگونگی عملکرد این سازه ها نیازمند بررسی می باشد. با این مفهوم در تحقیق حاضر عملکرد این سازه در کانال آزمایشگاهی با عرض 60 سانتیمتر و قوس 180 درجه ملایم و تحت شرایط هیدرولیکی مختلف (Fr= 0.227, 0.244, 0.261, 0.278) انجام شد. داده های موردنیاز آزمایش در فواصل مختلف بین بلوک ها شامل 60، 72، 84 و 96 سانتیمتر با طول موثر 12 سانتیمتر معادل 20 درصد عرض فلوم اندازه گیری شد. آزمایش شاهد در شرایط مشابه سایر سناریوها بدون نصب صفحات انجام گردید. مقایسه نتایج آزمایش های شاهد و اصلی نشان داد که نصب صفحات مستطیلی نفوذپذیر با فاصله پنج برابر طول موثر بهترین راندمان را در کاهش حداکثر عمق آبشستگی در دیواره خارجی داشته بطوریکه نسبت به آزمایش های شاهد به میزان 1/70 و 9/57 درصد به ترتیب در اعداد فرود 227/0 و 261/0 کاهش داشته است.

    کلید واژگان: مدیریت رسوب, فرسایش, المان بتنی شش پایه, مهندسی رودخانه, هیدرولیک
    Ebrahim Najjaran, AmirAbbas Kamanbedast *, Mahmood Shafai Bejestan, Alireza Masjedi, Hooshang Hasonizadeh

    Permeable vanes are structures that move the erosion of the outer bank of the river by diverting the erosive flow from the outer arch of the river to its center. In this study, the pattern of erosion and sedimentation around the hydraulic structure in the installation conditions of different distances from each other has been studied. Six-pillar concrete elements are materials that form a permeable structure overlapping and are applicable without drying the riverbed. These blocks need to be examined for how the structure works. With this concept, in the present study, the performance of this structures were performed in a laboratory channel with a width of 60 cm and a 180 degree flume under different hydraulic conditions (Fr = 0.227, 0.244, 0.261, 0.278). The required data were measured at different distances (5L, 6L, 7L, 8L) with an effective length equal to 20% of the width of the flume (L=12cm). Control experiment was performed in similar conditions to other scenarios without groins construction. Comparison of the results of the control and main experiments showed that the construction of permeable rectangular groin with a distance of 5L had the best efficiency in reducing the maximum depth of scour at the outer bank compared to the control experiments equal to 70.1% and 57.9% in Froud numbers of 0.227 and 0.261, respectively.

    Keywords: Sediment management, erosion, Six-pillar concrete elements, River Engineering, Hydraulic
  • وحید جباری، علیرضا مسجدی*، محمد حیدر نژاد، امیرعباس کمان بدست، امین بردبار

    در این مطالعه به منظور بررسی نصب تیغه در زیر لوله مستغرق در بستر رودخانه برای کنترل آبشستگی در اطراف آن، آزمایش هایی در یک فلوم آزمایشگاهی از جنس پلاکسی گلاس در مسیر مستقیم انجام گرفت. در این تحقیق با قراردادن یک لوله عمودی بر مسیر جریان به همراه تیغه در زیر آن، در دو حالت با وجود تیغه و بدون نصب تیغه اقدام به انجام یک سری آزمایش گردید. آزمایش ها با استفاده از چهار قطرمختلف، چهار شدت جریان متغیر و در چهار عرض تیغه متفاوت در حالت آب زلال انجام شد. در انتهای هر آزمایش عمق و طول آبشستگی در زیر لوله  اندازه گیری شد. نتایج این تحقیق نشان داد در کلیه شرایط، نصب تیغه در زیر لوله مستغرق، عامل موثری در کاهش طول آبشستگی و افزایش عمق آبشستگی در زیر آن شده و استفاده از تیغه بطور متوسط باعث کاهش طول آبشستگی در زیر لوله حدود 21 درصد و افزایش عمق آبشستگی حدود 22 درصد نسبت به حالت بدون تیغه را نشان داد. همچنین بیشترین عمق آبشستگی در شرایط توام لوله و تیغه در زیر آن،  عرض تیغه 0.26 با قطر لوله 4.8 سانتی متر و عدد فرود 0.42، حدودا 55 درصد بدست آمد.

    کلید واژگان: عدد فرود, عمق آبشستگی, تیغه طول, لوله مستغرق, رودخانه
    Vahid Jabari, Alireza Masjedi*, Mohammad Haidarnejad, AmirAbbas Kamanbedast, Amin Bordbar

    This paper presents, a set of experiments was conducted in a Plexiglas flume setup to investigate the simultaneous use of pipe and blade in the scour control around a submerged pipe. A vertical cylindrical pipe with and without a blade placed below it was selected for the experiments. The experiments were carried out in two different sates: with blade and without blade the pipe. Moreover, they were performed for four different pipe diameters, flow intensities, and blades where clear water was also used. The results showed for all states that simultaneous installation of pipe and blade below it caused a substantial decrease in the scour length. In other words, applying the blade produced a decrease in the scour length below the pipe by %21. Furthermore, in all states, simultaneous use of pipe and blade engendered a more increased scour depth than the absence of the blade, by %22. Besides, maximum scour depth for simultaneous use of pipe and blade was obtained equal to %55 when the blade width, pipe diameter, and Froude number were set to 1.24, 4.8 cm, and 0.42, respectively.

    Keywords: Scour, Blade, Submarine Pipeline, River
  • جمال فیلی، محمد حیدرنژاد*، امیر کمان بدست، علیرضا مسجدی، مهدی اسدی لور
    سرریزهای کنگره‏‏ای سازه هایی هستند که برای انتقال جریان های بزرگ در هدهای کم، با افزایش طول موثر تاج سرریز با توجه به وسعت کانال طراحی شده اند. در این پژوهش سرریزهای کنگره‏ای قوسی ذوزنقه ای با شعاع قوس و طول سیکل متفاوت مورد بررسی قرار گرفتند. آزمایش های متعددی با استفاده از روش مدل سازی فیزیکی برای تعیین تاثیر نسبت شعاع قوس به عرض سیکل میانی (R/w1) و نسبت طول سیکل سرریز به عرض سیکل میانی (B/w1) بر ضریب دبی سرریز، انجام شد. آزمایش ها بر روی یک فلوم مستطیلی به طول 6 متر، ارتفاع و عرض 6/0 متر انجام شد. با استفاده از آنالیز ابعادی به روش باکینگهام مشخص شد که ضریب دبی تابع سه پارامتر هد هیدرولیکی، شعاع قوس سرریز و نسبت طولی سرریز خواهد بود. به طورکلی نتایج این تحقیق نشان داد با افزایش نسبت شعاع قوس در سرریز کنگره‏ای قوسی دوزنقه ای، ضریب دبی تا 3/27 درصد افزایش می یابد. همچنین با کاهش نسبت طول سیکل از 5/1=B/w1 به 1=B/w1،ضریب دبی سرریز تا حدود 7/29 درصد افزایش یافت.
    کلید واژگان: سرریز کنگره‏ ای, ضریب دبی, مدل هیدرولیکی, سرریز قوسی ذوزنقه ای
    Jamal Feili, Mohammad Heidarnejad *, Amir Abbas Kamanbedast, Alireza Masjedi, Mehdi Asadi Lor
    Labyrinth weirs are structures for transferring large flows at low heads, in which the effective length of crest for a given channel width is increased. In this study trapezoidal arced labyrinth weirs with different arc radius and cycle length were investigated. Several experiments were conducted using physical models to evaluate the effect of R/w1 (ratio of arc radius to middle cycle width) and B/w1 (ratio of weir length in flow direction to middle cycle width) on weir discharge coefficient. The experiments were carried out using a 6 m long test flume with cross section of 0.6 m width and 0.6 m height. Using Buckingham method of dimensional analysis, it was found that the discharge coefficient is a function of three variables; hydraulic head, arc radius of weir and weir length ratio. In general, the results of this study showed by increasing arc radius ratio, discharge coefficient of trapezoidal arced labyrinth weir increases up to 27.3%. Besides, by decreasing the weir length ratio from 1.5 to 1, discharge coefficient increased up to 29.7%.
    Keywords: labyrinth weir, discharge coefficient, hydraulic model, trapezoidal arced labyrinth weir
  • پیمان حیدری راد، امیرعباس کمان بدست*، محمد حیدرنژاد، علیرضا مسجدی، هوشنگ حسونی زاده

    از جمله نکاتی که باید در طراحی عمومی آبگیرها به آن اشاره کرد مواردی نظیر: تامین کردن آب به میزان مطلوب در هر زمان، برای رفع نیازها، بدون درنظر گرفتن دبی رودخانه است، مشروط بر آنکه نیازها از جریان رودخانه تجاوز نکنند. با توجه به کمبود اطلاعات لازم در این زمینه و اهمیت پدیده انتقال رسوب به آبگیرهای جانبی در قوس رودخانه ها، هدف اصلی تحقیق حاضر بر شناخت دقیق این مکانیزم استوار است. بدین منظور با بهره گرفتن از مدل فیزیکی، اثر ترکیب همگرایی و واگرایی در آبگیرهای جانبی در پدیده انتقال رسوب مورد بررسی قرار خواهد گرفت. نتایج نشان داد، با همگرا کردن فلوم آزمایشگاهی، دبی انحرافی به آبگیر افزایش پیدا کرده است. هرچه انتهای فلوم تنگ تر شده و همگراتر شود باعث افزایش بیشتر دبی انحرافی می شود، به طوری که با همگرا کردن فلوم به اندازه (b/B) 75/0 و 5/0 به ترتیب باعث افزایش 6/13 و 75 درصد دبی انحرافی به آبگیر می شود که می‎توان علت آن را تنگ شدگی و انسداد جریان و پس زدن جریان به آبگیر دانست. برخلاف همگرایی با واگرا کردن فلوم نتایج عکس شده، به عبارتی با واگرا کردن فلوم دبی ورودی به آبگیر کاهش پیدا کرده است. هر چه انتهای فلوم بازتر شده و واگراتر شود باعث کاهش بیشتر دبی انحرافی می شود. با واگرا کردن فلوم به اندازه (b/B) 75/0 و 5/0 به ترتیب باعث کاهش 9/21 و 8/31 درصد دبی انحرافی به آبگیر می شود. به طور متوسط درصد دبی انحرافی به آبگیر با زاویه 30، 60 و 90 درجه به ترتیب 2/13، 2/15 و 5/11 درصد است. همچنین نتایج شبیه سازی با مدل CCHE2D نزدیک به نتایج مدل فیزیکی است. شبیه سازی آبگیر در قوس همگرا 4/9 درصد خطا و شبیه سازی آبگیر در قوس واگرا 9/11 درصد خطا نسبت به مدل فیزیکی دارد که قابل قبول است.

    کلید واژگان: آبگیر, واگرایی, همگرایی, دبی انحرافی, CCHE2D
    P. Heidarirad, A. A. Kamanbedast*, M. Heidarnezhad, A. R. Masjedi, H. Hasoonizadeh

    Water supply at a desired rate at any time to meet the water requirements regardless of river discharge must be considered in the general design of intakes provided that the needs do not exceed the river flow. Due to the lack of necessary information in this field and the importance of sediment transport to the lateral intakes at river bends, this study aimed at understanding the mechanism of this phenomenon. To this end, the combined effect of convergence and divergence in lateral intakes on the sediment transport was investigated. According to the results, the diversion discharge to the intake was increased by converging the laboratory flume. By narrowing and converging the end of the flume, the diversion discharge was increased further, so that as the flume was converged to the size (b/B) of 0.75 and 0.5, the diversion discharge to the intake was increased by 13.6% and 75%, respectively. This could be connected to narrowing, flow obstruction and backflow to the intake. In contrast, different results were found by diverging the flume. In other words, the inflow to the intake was decreased by diverging the flume. As the flume end was diverged, the diversion discharge was decreased further. By diverging the flume to the size (b/B) of 0.75 and 0.5, the diversion discharge to the intake was decreased by 21.9 and 31.8%, respectively. The average diversion discharge to the intake at 30, 60 and 90º was 13.2, 15.2 and 11.5%, respectively. By converting the flume to the size (b/B) of 0.75 and 0.5, the diversion sediment to the intake was increased by 18.5 and 71.4%. In contrast, by diverging the flume to the size (b/B) of 0.75 and 0.5, the diversion sediment to the intake was decreased by 35.4 and 49.9%, respectively.

    Keywords: Intake, Sediment transport, Divergence, Convergence, Diversion discharge
  • قاسم شیرمحمدی، محمد حیدرنژاد*، محمدحسین پورمحمدی، علیرضا مسجدی، امیرعباس کمان بدست

    سرریزهای زیگزاگی با افزایش طول تاج در یک محدوده معین عرضی، موجب افزایش ظرفیت انتقال جریان از روی سرریز می‏شوند. تحقیق حاضر به بررسی و مقایسه ضریب دبی عبوری سرریز در دو نوع سرریز زیگزاگی تک سیکل مثلثی و ذوزنقه ای در حضور پره های هادی می پردازد. آزمایش ها بر روی یک فلوم آزمایشگاهی به طول 6، عرض 6/0 و ارتفاع 6/0 متر انجام شد. با استفاده از سرریزهای زیگزاگی تک سیکل مثلثی و ذوزنقه ای که هر کدام دارای تعداد دو، چهار و شش پره بودند، عملکرد هیدرولیکی آن ها مورد بررسی قرار گرفت و سپس نتایج آن ها با یکدیگر مقایسه شد. نتایج تحقیق نشان داد در سرریز ذوزنقه ای زاویه قرارگیری 60 درجه پره ها و در سرریز مثلثی زاویه قرارگیری 45 درجه پره ها بر روی تاج (ذوزنقه ای، مثلثی)، شرایط مطلوب تری را جهت افزایش ضریب دبی دارا بود. از این رو می توان بیان داشت در یک نسبت بار هیدرولیکی ثابت (Hd/P = 0.2)، سرریز ذوزنقه ای با دو و شش پره به ترتیب 8/38 و 3/10 درصد نسبت به شرایط بدون پره سبب افزایش ضریب دبی شده اند؛ همچنین در یک نسبت بار هیدرولیکی ثابت (Hd/P = 0.2)، سرریز مثلثی با دو و شش پره به ترتیب 3/28 و 7/11درصد نسبت به شرایط بدون پره سبب افزایش ضریب دبی شده اند.

    کلید واژگان: سرریز زیگزاگی تک سیکل, ضریب دبی, پره هادی
    Ghasem Shirmohammadi, Mohammad Heidarnejad *, MohammadHossein Pourmohammadi, Alireza Masjedi, Amirabbas Kamanbedast

    The discharge coefficient of labyrinth weirs increases with increasing the crest length within a certain width range. This study compares the discharge coefficient in two types of one-cycle triangular and trapezoidal labyrinth weirs. Experiments were conducted on a laboratory flume with length of 6, width of 0.6 and height of 0.6 m. The hydraulic performance of one-cycle triangular and trapezoidal labyrinth weirs with two, four and 6 guide vanes was compared. According to the results, the vanes with a placement angle of 60∘ in the trapezoidal weirs and a placement angle of 45∘ in the triangular weirs on the crests of weirs caused a further increase in the discharge coefficients of weirs. Consequently, at a constant hydraulic head (Hd/P) of 0.2, the discharge coefficient of a trapezoidal weir with two and six guide vanes increased by 38.8 and 10.3%, respectively, as compared to a trapezoidal weir without a guide vane. Furthermore, at a constant hydraulic head (Hd/P) of 0.2, the discharge coefficient of a triangular weir with two and six guide vanes increased 28.3% and 11.7%, respectively, as compared to a triangular weir without a guide vane.

    Keywords: One-cycle labyrinth weir, discharge coefficient, Guide vane
  • امیرعباس کمان بدست*، علیرضا محمدیان، امین بردبار، علیرضا مسجدی، محمد حیدرنژاد
    یکی از دلایل مهم شکست پل ها در ایالات متحده و جهان، مربوط به آبشستگی می باشد. خصوصیات جریان، شکل پایه و زاویه استقرار آن نسبت به جریان و خصوصیات رسوبات، همگی از عواملی می باشند که در پیچیدگی مسئله آبشستگی پایه های پل دخالت می نماید. باید توجه داشت که عمق نهایی آبشستگی ایجاد شده در مجاورت پایه پل برابر با مجموع عمق های فرسایش ناشی از آبشستگی موضعی، عمومی و تنگ شدگی عرض جریان می باشد. تعیین عمق فرسایش در محدوده پایه ها مستلزم آگاهی از نحوه جابه جایی مواد رسوبی بستر رودخانه ها است. پایه ها جریان عادی رودخانه را مختل می کند و تلاطم و اغتشاش حاصل از آن موجب فرسایش مواد رسوبی موجود در اطراف پایه می شود. از آنجایی که گسترش چاله آبشستگی پایداری سازه پل را به مخاطره می اندازد، پیش بینی میزان گودافتادگی و اتخاذ تدابیر لازم برای مهار آن از جمله اقدامات مهندسی متداول در عرصه مهندسی رودخانه تلقی می شود. بنا به این مهم در این تحقیق به بررسی تاثیر استفاده از طوقه های مشبک آیرودینامیک بر روی پایه های پل آیرودینامیک پرداخته شد. نتایج نشان داد با افزایش طول طوقه ها میزان آبشستگی کاهش بیشتری داشته است. با نصب طوقه در عمق نسبی (Z/D) 0.1 طوقه های مشبک به طول (L/D) 6، 8 و 10 به ترتیب 16.6 ، 22.3 و 24.7 درصد کاهش آبشستگی نسبت به پایه بدون طوقه را شاهد هستیم. با نصب طوقه در عمق نسبی (Z/D) 0.5 طوقه های مشبک به طول (L/D) 6، 8 و 10 به ترتیب 35.2 ، 37.4 و 38.4 درصد کاهش آبشستگی نسبت به پایه بدون طوقه را شاهد هستیم. همچنین با نصب طوقه در عمق نسبی (Z/D) 1 طوقه های مشبک به طول (L/D) 6، 8 و 10 به ترتیب 27.7 ، 31.6 و 31.4 درصد کاهش آبشستگی نسبت به پایه بدون طوقه را شاهد هستیم. با افزایش سرعت نسبی (V/Vc) از 0.54 به 0.95 به طور متوسط باعث افزایش آبشستگی به میزان 113.8 درصد شده است. با نصب طوقه در عمق نسبی (Z/D) 0.1، 0.5 و 1 به ترتیب 16.6 ، 35.2 و 27.7 درصد کاهش آبشستگی نسبت به پایه بدون طوقه را شاهد هستیم. همچنین با افزایش عمق کارگذاری طوقه های آیرودینامیک مشبک (Z /D) از 0.1 به 0.5 شاهد کاهش آبشستگی به میزان 22.3 درصد و همچنین با افزایش عمق کارگذاری طوقه های آیرودینامیک مشبک (Z /D) از 0.5 به 1 شاهد افزایش آبشستگی به میزان 11.6 درصد هستیم. به این ترتیب می توان فهمید بهترین عمق کارگذاری طوقه به اندازه نصف قطر پایه پل می باشد. همچنین شبیه سازی با مدل ریاضی Flow-3D نزدیک به مدل فیزیکی می باشد و به طور متوسط تنها 5.4 درصد خطا دارد که قابل قبول می باشد.
    کلید واژگان: پایه پل, آیرودینامیک, طوقه مشبک, مدل فیزیکی, آبشستگی
    Amirabbas Kamanbedast *, Alireza Mohammadian, Amin Bordbar, Alireza Masjedi, Mohammad Heidarnejad
    Scouring is one of the main reasons for the failure of bridges in the United States and the world. The flow characteristics, the base shape and the angle of its deposition relative to the flow and characteristics of the sediments are all factors that interfere with the complexity of the scouring problem of bridge bridges. It should be noted that the final scour depth created near the bridge base is equal to the total erosion depth due to local, general, and narrowing of the flow width. Determining the depth of erosion within the range of bases requires knowledge of the displacement of sedimentary materials in the river bed. The bases disrupt the normal flow of the river, and the turbulence and disturbances resulting from it erode sedimentary materials around the base. Since the propagation of the scour hole threatens the stability of bridge structure, a common engineering practice in the field of river engineering involves the prediction of scour depth to take necessary controlling measures. Accordingly, this study aimed at investigating the effect of air foil lattice collars on airfoil bridge piers. According to the results, scouring decreased further with increasing collar length. By installing lattice collars with a length (L/D) of 6, 8, and 10 at a relative depth (Z/D) of 0.1, scouring reduced by 16.6, 22.3 and 24.7%, respectively, compared with a collarless bridge pier. By installing lattice collars with a length (L/D) of 6, 8, and 10 at a relative depth (Z/D) of 0.5, scouring reduced by 35.2, 37.4 and 38.4%, respectively, compared with a collarless bridge pier. By installing lattice collars with a length (L/D) of 6, 8, and 10 at a relative depth (Z/D) of 1, scouring reduced by 27.7, 31.6 and 31.4%, respectively, compared with a collarless bridge pier. Scouring increased by 113.8% on average by increasing the relative velocity (V/Vc) from 0.54 to 0.95. By installing the collar at a relative depth (Z / D) of 0.1, 0.5 and 1, we see 16.6, 35.2 and 27.7 percent lower scouring than the collar less base. Also, by increasing the depth of the lattice aerodynamic collars (Z / D) from 0.1 to 0.5, the scour reduction decreased by 22.3% and also with increasing the depth of the lattice aerodynamic collars (Z / D) from 0.5 to 1, increasing the scour 11.6 percent. In this way, it can be seen that the best depth of the collar is about half the diameter of the base of the bridge. Also, simulation with the Flow-3D math model is close to the physical model, with an average of only 5.4% error, which is acceptable.
    Keywords: Bridge pier, airfoils, lattice collar, physical model, scouring
  • سیدعلی بنی شعیب، امین بردبار، امیرعباس کمان بدست*، علیرضا مسجدی، محمد حیدرنژاد

    ترکیب سرریز زیگزاگی با سرریز پلکانی یک ترکیب خوبی از سرریزها برای تخلیه سیلاب از مخازن سدها است. زیرا از یک طرف، سرریز زیگزاگی ظرفیت تخلیه سیلاب را افزایش می دهد و از طرف دیگر، سرریز پلکانی باعث افزایش افت انرژی در پایین دست سرریز می شود. در ادامه به ترکیب این دو سازه و تغییر ابعاد آنها برای بیشتر کردن استهلاک انرژی آب پرداخته شده است. به منظور بررسی آزمایشگاهی این پژوهش، از یک فلوم با قوس 90 درجه در دانشگاه آزاد واحد اهواز استفاده شد و با انتخاب مدل های زیگزاگی روی پله در سه شکل زیگزاگ، دو طول و سه عرض متفاوت زیگزاگ و پنج دبی، در مجموع 90 آزمایش انجام شد. پس از تحلیل نتایج مشخص شد که در ترکیب سرریز پلکانی با سرریز زیگزاگی از نظر شکل پله به ترتیب اشکال مثلثی، مستطیلی و ذوزنقه ای، شاهد کاهش افت انرژی هستیم. سرریزهای زیگزاگی دو سیکله دارای افت انرژی بیشتری نسبت به تک سیکله ها هستند که به دلیل افزایش طول خزش و استهلاک است. با افزایش yc/h 02/0 تا 032/0 شاهد افزایش افت انرژی هستیم ولی با افزایش (yc/h) از 032/0 به 057/0 روند عوض شده و شاهد کاهش افت انرژی هستیم که این پدیده به دلیل استغراق پله ها، کاهش زبری پله ها و افزایش شدت ورود هوا است که در استهلاک انرژی تاثیر می گذارد.

    کلید واژگان: سرریز زیگزاگی, سرریز پلکانی, استهلاک انرژی, مدل فیزیکی
    S. A. Banishoaib, A. Bordbar, A. A. Kamanbedast*, A. Masjedi, M. Heidarnejad

    A ‘spillway’ is a structure used to provide the controlled release of flood water from upstream into downstream area of a dam. As an important component of every dam, a spillway should be constructed strongly, reliably and efficiently to be used at any moment. Labyrinth and stepped spillways are presented as appropriate modifications to those spillways hardly capable of managing the maximum potential discharge. Owing to their nonlinear crests for a given width, labyrinth and stepped spillways have a larger discharge rate than linear- crest spillways at an identical height. Compared to other energy dissipaters, the combination of stepped and labyrinth spillways is known as a very strong energy dissipater. In the following part, the combination of these two structures and their dimensional change for increasing the water- energy dissipation are addressed. To conduct this study, an experimental flume with a 90- degree bend in the Islamic Azad University of Ahwaz was used. In total, 90 experiments were conducted on three different labyrinth- shape stepped spillway models with two different lengths, three different widths, and five different discharges. Analysis of the results showed a greater energy loss reduction in triangular rather than rectangular or trapezoidal labyrinth- shape stepped spillways. In addition, energy loss was greater in labyrinth spillways with two cycles than those with one cycle. Energy loss was increased by raising the Froude number from 0.05 to 0.1; in contrast, energy loss was decreased with increasing the Froude number from 0.1 to 1.0, which was due to the submergence of steps, a decrease in the roughness of steps and an increase in the intensity of aeration.

    Keywords: Labyrinth spillway, Stepped spillway, Energy dissipation, Physical model
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال