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 manoochehr fathi moghadam

  • سمیرا سلمان زاده، منوچهر فتحی مقدم*، جواد احدیان، سید محسن سجادی
    مساله ی مقاومت در مقابل جریان در مجاری روباز دارای پوشش گیاهی در دهه های اخیر مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. حضور پوشش گیاهی در مناطق مستعد سیلاب و حاشیه ی رودخانه ها تاثیر قابل توجهی بر پراکنش انرژی و کاهش خسارات دارد. در این مقاله به منظور بررسی اثر پوشش گیاهی در آبراهه ها، پوشش گیاهی صلب و انعطاف پذیر با نمونه های مصنوعی  مدل سازی شد. در شرایط آزمایشگاهی، نیروی درگ اعمال شده بر مدل پوشش گیاهی غیر مستغرق به صورت مستقیم با استفاده از حس گر نیرو در بخش متحرک فلوم اندازه گیری شد . در این مقاله، شاخص جدیدی با عنوان "شاخص تراکم" پوشش گیاهی معرفی شده است. این شاخص به سطح مقابل جریان هر واحد پوشش گیاهی و مجموع تعداد واحدهای پوشش گیاهی در محدوده مورد مطالعه بستگی دارد. نتایج نشان داد در هر دو مدل صلب و انعطاف پذیر، با افزایش شاخص تراکم پوشش گیاهی و عمق نسبی، میزان جذب نیروی درگ افزایش می یابد. بررسی اثر شاخص تراکم پوشش گیاهی نشان داد افزایش این شاخص تاثیر   به سزایی در کاهش ضریب درگ دارد؛ به طوریکه در بیشترین میزان افزایش شاخص تراکم، کاهش 8/19 درصد در ضریب درگ مشاهده گردید. افزایش عمق نسبی جریان تا رسیدن به مرحله ای که پوشش گیاهی در آستانه ی استغراق قرار گیرد، به ترتیب در دو مدل صلب و انعطاف پذیر موجب کاهش 81/ 12 درصد و 43/10 درصد ضریب درگ می شود. در نهایت دو مدل ریاضی با ضریب رگرسیون 87/0 و 89/0 به ترتیب به منظور تخمین ضریب درگ پوشش گیاهی صلب و انعطاف پذیر با در نظر گرفتن پارامترهای بدون بعد موثر ارائه گردید.
    کلید واژگان: شاخص تراکم, مقاومت جریان, عمق نسبی, غیر مستغرق}
    Samira Salmanzadeh, Manoochehr Fathi-Moghadam *, Javad Ahadiyan, Seyed Mohsen Sajjadi
    Rivers are known as the main sources of surface water in the world, which experience seasonal fluctuations in water level. These resources have severe damage to human societies and nature in flood conditions and have irreparable consequences in the drought seasons. Optimal utilization of these resources with maintaining the environmental conditions of the waterway and minimizing flood damage is considered one of the river engineering goals. Since the conventional methods of river management are imposed serious environmental threats on waterways and wetlands, consideration to these water resources requires attention to issues related to plant ecosystems, solving challenges of coastal bed erosion and predict the condition and management of the river in the future (Callow, 2012; Dawson and Haslam, 1983; Fan et al., 2013; Rose et al., 2010; Rowinski et al., 2018). One of the strategies that cause loss of flow energy in the river improves the hydrological system and river ecosystem is the presence of vegetation in the river banks and floodplains. Native vegetation in floodplains and coastal forests plays an important role in conserving waterway ecosystems, flood management, coastal protection in urban lands and agriculture adjacent to the river (Fathi-Moghadam, 1996). Vegetation will also control the width of the river and increase the stability of the shores by absorbing and settling suspended sediments in river banks. The plant species along rivers and waterways are composed of various vegetative components, mainly affected by the environmental conditions of their habitat, including the distance from the waterway bed, hydrological characteristics of the river, climatic and soil conditions. Obviously, the effect of each plant species in the ecosystem cycle varies and for each section of the river, a specific combination of plants will create optimal conditions.
    Keywords: Density Index, Flow Resistance, Relative Depth, Non- Submerged}
  • کامران محمدی*، منوچهر فتحی مقدم

    مطالعه جریان های غیرماندگار در خطوط لوله دارای نشت از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق جریان گذرا در حضور نشت در خط لوله ای از جنس پلی اتیلن به قطر 63 میلیمتر و طول 47 متر در آزمایشگاه بررسی و توسط مدل حل عددی شده مورد تحلیل و شبیه سازی قرار گرفت. به هنگام شبیه سازی، پارامترهای مجهول ضرایب شتاب های زمانی kut و مکانی kux و همچنین ضریب تخلیه روزنه نشت cd تا عدد رینولدز حدود 106000 محاسبه شد. نتایج حاکی از آن بود که مقادیر kut برای حالت وجود نشت و حالت بدون نشت تقریبا ثابت و یکسان می باشند و همچنین ضریب kux برای حالت وجود نشت کمتر از مقادیر kux برای حالت بدون نشت است. تغییر در محل نشت تاثیر چندانی بر روی مقادیر kut و kux ندارد. انتخاب نوع مدل اصطکاکی ماندگار و یا غیرماندگار برای شبیه سازی جریان گذرا، اثر چندانی بر ضریب تخلیه روزنه نشت نداشت. همچنین مقادیر حداقل و حداکثر 97/0 و 59/4 پارامتر مجموع مربعات خطای موج فشاری و جریان گذرای شبیه سازی شده توسط مدل اصطکاکی غیرماندگار دو ضریبی در حضور نشت، نمایان گر توانایی مناسب مدل اصطکاکی مذکور می باشد.

    کلید واژگان: تحلیل معکوس, جریان گذرا, ضرایب مدل اصطکاکی غیرماندگار, ضریب تخلیه روزنه, نشت}
    Kamran Mohammadi *, Manoochehr Fathi-Moghadam
    Background and Objectives

    The analysis of transient flows in closed ducts has always been one of the most important and favorite topics of hydraulic engineers. On the other hand, with operation of water supply facilities during the time, water leakage may occur anywhere in the transmission pipeline system. Haghighi and Ramos (2012) performed leak detection in pipelines using inverse transient analysis and CFO optimization method. Mohammadi and Fathi-moghadam (2013) analyzed the fast transient flow in pipelines by the unsteady friction model. Akbari et al. (2021) investigated the detection of leaks in polyethylene transmission pipelines using pressure wave reflection of transient flow. Therefore, using laboratory modeling, fast unsteady flow in leaking pipelines was investigated, and then, a computer model was coded by Visual Basic programming language, with the ability to simulate transient flow in pipelines in presence of leakage. Then the parameters of temporal and spatial acceleration coefficients kut and kux and discharge coefficient of leak orifice cd were calculated.

    Methodology

    In this research, a 47m long pipe that made of polyethylene with 10bar nominal pressure and diameter of 63mm was used in experiments. The transient flow was generated in it by very fast closure of the end valve. A computer numerical program was developed to simulate the hydraulic conditions in pipeline. The coded model analyzer motor analyzes the basic unsteady flow equations in pressurized ducts, and the inverse analyzer is an optimization algorithm using a defined goal function to find the best fit of the recorded pressure waves and those simulated with the least error. Also, the boundary conditions for simulating the leak in the pipeline were included in the numerical model.

    Findings

    The values of kut and kux coefficients related to the wave simulations was calculated. The values of kut for leakage and non-leakage state were approximately the same, and the coefficient of kux for leak state would be less than non-leakge state. In the case of leaks with different diameters, the coefficient of kut were generally the same as in the case of non-leakage. However, the values of kux coefficients for leakage with a diameter of 4 mm were greater than those for leakage with a diameter of 10 mm, and both of these values were less than non-leaking. The reason is that as the diameter of the leak increases, the damping rate of the pressure waves increases, therefore the value of the kux coefficient decreases.The change in the leak location had almost no effect on the values of kut and kux. The coefficient of kux in the presence of leak, either at a distance of 27 m or 39 m, were less than its values in non-leak state, and both values were also approximately equal to each other. Leak orifice with a larger diameter (10 mm) had a higher discharge coefficient than leak with a smaller diameter (4 mm), due to their lower resistance and lower energy dissipation against the increase in pressure produce in the system by the transient pressure wave. The performance of the two-coefficient unsteady friction model was evaluated by statistical indexes. Also, the numerically simulated waves and the laboratory samples was compared to each other. The two-coefficient unsteady friction model had a good ability to simulate a transient pressure wave in presence of a leak.

    Conclusion

    The values of kut for leak and no-leak state were almost constant and the values of kux for leak state was less than the kux for the no-leak state. Changes in leak location had almost no effect on the values of kut and kux. Selecting a steady or unsteady type of friction model to simulate the transient flow in the presence of leakage had almost no effect on the orifice discharge coefficient. Two coefficient unsteady friction model had a good ability to simulate the pressure wave of transient flow in the presence of leakage.

    Keywords: Coefficients of unsteady friction model, Discharge coefficient of orifice, Inverse analysis, leakage, Transient flow}
  • پروین چهارده چریکی قلی زاده، منوچهر فتحی مقدم *، صادق حقیقی پور

    مطالعه حاضر به بررسی عددی خصوصیات جریان گذرا در شبکه لوله پلی اتیلن می پردازد. به این منظور معادله های پیوستگی و مومنتم حاکم بر جریان گذرا در سیستم های تحت فشار با در نظر گرفتن اثرات افت اصطکاکی ماندگار و غیرماندگار و اثر ویسکوالاستیک دیواره لوله های پلیمری با بهره گیری از روش خطوط مشخصه در حوزه زمان تحلیل شدند. آزمایش هایی با مقادیر مختلف دبی حالت ماندگار بر روی یک شبکه لوله پلی اتیلن ساخته شده در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده مهندسی آب و محیط زیست دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد و سیگنال های فشار گذرا در نقاط مختلف شبکه توسط فشارسنج هایی برداشت شدند. نتایج مقایسه سیگنال های فشاری برداشت شده از مدل آزمایشگاهی نشان داد که با افزایش دبی، سیگنال جریان گذرا دارای شدت بیش تر و اختلاف فاز کم تری است. واسنجی مدل عددی شبکه لوله با در نظر گرفتن اثرات افت اصطکاکی غیرماندگار و ویسکوالاستیک دیواره لوله با استفاده از تحلیل معکوس جریان گذرا انجام شد و صحت سنجی نشان داد که سیگنال عددی جریان گذرا با در نظر گرفتن تنها اثر ویسکوالاستیک دیواره با یک المان کلوین- ویت دارای بیش ترین میزان مطابقت با اطلاعات برداشت شده از مدل آزمایشگاهی است. هم چنین مقایسه توابع خزش تطابقی برای مقادیر مختلف دبی نشان داد مقدار تابع خزش در شبکه لوله وابسته به مقدار دبی جریان ماندگار است.

    کلید واژگان: لوله پلی اتیلن, الگوریتم ژنتیک, افت اصطکاکی غیرماندگار, تابع خزش تطابقی, ویسکوالاستیسیته}
    Parvin Chahardah-Cheriki Gholizadeh, Manoochehr Fathi Moghadam *, Sadegh Haghighipoor

    The analysis of transient flow plays a critical role in designing pipe systems and pipe networks. Controlling and collecting the pressure wave signals at proper spots in the pipeline can provide much information about the system. Many researchers have studied transient flow and the loss caused by unsteady flow (Brunone et al, 1991; Pezzinga, 1999; Vitkovsky et al., 2000).
    Compared with steel pipes, the use of polymer pipes such as polyethylene (PE) and PVC in pipelines and pipe networks has attracted much attention due to their superior properties. Researches have been conducted on the dynamic behaviour of these pipes on transient flow. Brunone et al. (1995) explained that pressure wave damping in a polyethylene pipeline is caused by unsteady friction loss; however, the research showed that there is a large difference between the numerical and the experimental results, and this is due to the viscoelastic effects of polymer pipe walls, which were neglected in this study. Soares et al. (2008) examined the viscoelastic behaviour of PVC pipes on transient flow. The creep function of these pipes was calculated by inverse solution of the transient flow. The results showed that the damping, scattering, and shape of the transient pressure waves are fully described by taking into account the viscoelastic behaviour in the developed numerical model. Carriço et al. (2016) studied the uncertainties of the transient flow numerical model in polyethylene pipes, indicating that unsteady friction loss and viscoelasticity of polyethylene pipe walls have parallel effects on transient signals and the effects cannot be simultaneously distinguished.
    Most studies have been so far conducted on the transient flow in a simple pipeline made up of steel and concrete. Since few research has been done on transient flow in more complex systems and plastic pipes, the present paper investigates the numerical and experimental model of transient flow and its properties in polyethylene pipe networks in time domain. In this study, by collecting transient signals of the pipe network, unknown parameters are calibrated and extracted by inverse analysis of the transient flow for different discharges. The pressure signal properties in polymer pipes are also compared with discharge variations.

    Keywords: Polyethylene pipe, Genetic algorithm, Unsteady friction loss, Creep compliance function, Viscoelasticity}
  • پری ملکی، جواد احدیان*، سید محمود کاشفی پور، منوچهر فتحی مقدم، انتون اشلایز

    یکی از روش های نوین حفاظت از قوس رودخانه ها استفاده از سازه هوادهی (Air bubble screen) است. در این مقاله به مطالعه تاثیر سازه هوادهی بر الگوی جریان و قدرت جریان ثانویه و تنش برشی بستر در یک قوس ملایم 90 درجه همراه با سازه هوادهی پرداخته شده است. در انجام این آزمایش ها برای اندازه گیری سرعت از دستگاه سرعت سنج الکترومغناطیس سه بعدی استفاده شده است. مقایسه بین کانتورهای (Countors) سرعت طولی در طول قوس انجام شده و مقادیر قدرت جریان ثانویه و الگوی آن و همچنین تنش برشی بستر موردبررسی قرار گرفت. نتایج بیانگر آن است که در حضور سازه هوادهی الگوی توزیع سرعت و تنش برشی اصلاح شده و مکان بیشینه سرعت و تنش برشی از قوس بیرونی دور شده و به میانه کانال منتقل می شود. الگوی جریان ثانویه نشان دهنده وجود یک سلول جریان ثانویه در خلاف جهت سلول ناشی از انحنا است و همچنین قدرت جریان ثانویه نیز کاهش یافت. با توجه به نتایج ارایه شده انتظار می رود مکان وقوع بیشینه آب شستگی که منطبق بر مکان بیشینه سرعت و تنش برشی است از قوس بیرونی دور شده و به میانه فلوم منتقل شود.

    کلید واژگان: سرعت سنج سه بعدی, قدرت جریان ثانویه, الگوی جریان, تنش برشی بستر, سازه هوادهی}
    Pari Maleki, Javad Ahadiyan *, Seyed Mahmood Kashefipour, Manoochehr Fathi Moghadam, Anton Schleiss

    The complex interactions between streameise flow and curvature- induced secondary flow in bends, bed morphology cause erosion near the outer bank, and deposition near the inner bank, that it can endanger the outer bank’s stability and also reduce the navigable width of the rivers. There are several techniques to protect the outer bank, reduce adverse impacts and control bed erosion in bends. Methods used in most parts of the world include submerged groynes, spur dikes, and bandal-like structures. But, meny these Methods have the disadvantage of being fixed constructions on the bed river that caused a threat for navigation. This paper describes a new way that consists in changes the bed morphology with provoking changes in the flow pattern. Dugue, et al. (2011, 2012) studied morph dynamic bends rivers with the Air-bubble screen method. Their results reveal that the air bubble screen is able to modify the flow pattern by shifting the maximum scouring from the outer bank towards the center of the flume and does not endanger its stability anymore. Dugue et al, 2013 studied scour reduction at a 193° bend by an air-bubble screen method. Velocity pattern at 70° bend showed that the bubble-induced flow pattern overcame the secondary flow induced by the outer bank while decreasing the morphology slope. It also showed 50 percent reduction in the maximum scour depth. Shukry (1949) is one of the first researchers in the study of erosion of the outer bank of rivers in a canal with a 180- degree bend with various proportions of the rivers radius to its width. There have been very few investigations about air bubble screen in 90 bend, therefor  in this study the effect of the air bubble screen on flow pattern and Secondary flow strength  and bed shear stress in 90 degree bend under Froude numbers 0.45 is examine.

    Keywords: 3-D velocimeter, Secondary flow strength, Flow pattern, Bed shear stress, Air bubble screen}
  • فرهاد اکبرپور، منوچهر فتحی مقدم*، احمد فتحی
    اندازه گیری جریان در آبراهه های روباز همواره یکی از مهم ترین موضوعات مد نظر متخصصین علم هیدرولیک بوده است. به منظور اندازه گیری دبی در آبراهه ها به روش سرعت-مساحت اندازه گیری سرعت متوسط جریان ضرورت دارد. اما به کارگیری روش های تماسی مثل استفاده از مولینه برای اندازه گیری سرعت همیشه میسر نیست و در مواقع سیلاب و هم چنین برای جریان های کم عمق استفاده از این روش ها امکان پذیر نمی باشد. رویکردی که اخیرا به عنوان یک گزینه غیرتماسی برای اندازه گیری جریان در مجاری روباز مورد توجه قرار گرفته است استفاده از روش های سرعت سنجی مبتنی بر تصویربرداری از سطح جریان می باشد. از جمله این روش ها گونه ای از روش PIV  موسوم به LSPIV است که به دلیل حذف ضرورت استفاده از لیزر طرفداران زیادی پیدا کرده است. در این مطالعه برای اندازه گیری میدان دو بعدی سرعت روی سطح جریان فوق بحرانی پر شیب و توربولنت از LSPIV بهره گیری شد. از داده های سرعت حاصله برای محاسبه شاخص سرعت (VI) که برای تبدیل سرعت سطحی به سرعت متوسط مقطع و اندازه گیری دبی جریان به کار می رود استفاده گردید و تاثیر تغییرات استغراق نسبی در سه شیب مختلف روی این شاخص بررسی شد. هم چنین میدان سرعت سطحی متوسط زمانی برای استغراق های مختلف به صورت کمی مقایسه شد. مقادیر شاخص سرعت به دست آمده در این تحقیق در محدوده 612/0 تا 784/0 با مقدار متوسط 701/0 هستند که این مقدار متوسط با مقدار متداول 85/0 حدود 17 درصد اختلاف دارد. در پایان نیز روابطی برای برآورد مقدار شاخص سرعت و متعاقبا دبی جریان با استفاده از استغراق نسبی پیشنهاد و ملاحظه گردید که روش پیشنهادی منجر به برآورد قابل قبول مقادیر دبی می شود.
    کلید واژگان: LSPIV, شیب تند, شاخص سرعت, اندازه گیری جریان, جریان فوق بحرانی}
    Farhad Akbarpour, Manoochehr Fathi-Moghadam *, Ahmad Fathi
    Measuring flow discharge in rivers and open channels has always been one of the most important concerns of water sciences experts. The most common flow measurement method in open channels is velocity- area approach. An approach recently considered as a non-contact option for measuring flow is the use of surface flow image velocimetry methods. Recently, the standard PIV method has been used to measure the velocity at larger scales and on the flow surface, which is referred to as the LSPIV (Bieri et al., 2009).The most common way of converting the surface velocity to the depth-averaged velocity is to use a coefficient called the Velocity Index (VI) which is in fact the ratio of the depth-averaged velocity to the surface velocity. In the literature, the value of the Velocity Index for river flows and laboratory flumes, which were mainly studied for subcritical conditions, is believed to be equal to 0.85, which seems to be an accepted value for this index among the hydraulics communities.In this research, an image velocimetry technique was used to study the flow characteristics, determine the Velocity Index and investigate the surface flow pattern. The instantaneous surface velocity field was measured using the LSPIV method and then a two-dimensional time-averaged velocity map was obtained for different experiments providing the possibility of comparing the flow pattern in different scenarios. Furthermore, by means of spatial averaging of the time-averaged velocity map, the double averaged surface velocity  was obtained using which and the cross-sectional mean velocity the Velocity Index was calculated. Therefore, the effect of channel slope and relative submergence on the Velocity Index was investigated and relationships were proposed to estimate the VI in steep slopes.
    Keywords: LSPIV, Steep Channels, Velocity Index (VI), Flow Measurement, Supercritical Flow}
  • عاطفه عادلی، جواد احدیان*، مهدی قمشی، منوچهر فتحی مقدم
    پرش هیدرولیکی نوعی پدیده پیچیده سه ‏بعدی است که به ‏وفور در رودخانه ‏ها و کانال‏ های روباز دیده می ‏شود. مقاومت هیدرولیکی گیاهان کارکرد زیادی در هیدرودینامیک رودخانه‎ ها با دشت ‎های سیلابی طبیعی گسترده دارد. پوشش گیاهی به میدان جریان نفوذ می کند و باعث ایجاد نیروی مقاوم و در پی آن، اتلاف انرژی می‎ شود. هدف از این تحقیق، بررسی اثر تراکم و ارتفاع پوشش، بر هیدرولیک جریان در پرش هیدرولیکی و پارامترهای مربوط به جریان دوفازی آب هوا با استفاده از المان‏‎ های استوانه‎ ای شکل از جنس آهن گالوانیزه با قطر همگون 7 میلی‎متر به ‏عنوان پوشش گیاهی است. به‏ این ‏ترتیب، تاثیرات همراه با تنوع پوشش و یا خم شدن در نظر گرفته نمی ‎شوند. به این منظور، چهار فرم بستر زبر، در دو حالت زبری پیوسته و غیر پیوسته و با دو ارتفاع 5/1 و 3 سانتی‏متر استفاده ‏شده و نتایج با داده های مربوط به بستر صاف به‏ عنوان مرجع، مقایسه شد. آزمایش‎ های مورد نیاز این مطالعه در فلومی مستطیلی افقی با عرض 30 سانتی‎متر، در محدوده اعداد فرود بین 5/5 >1Fr > 5/1 انجام شد. اندازه‏ گیری و تعیین پارامترهای مشخصه مربوط به جریان آب هوا، توسط دستگاه پروب الکتریکی دو سوزنی که در این تحقیق طراحی، توسعه و واسنجی شده است، انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد وجود پوشش در کف کانال موجب افزایش هوادهی از طریق افزایش جزء خالی در طول غلتاب پرش شده و از طرفی، با افزایش نیروی مقاوم و تنش برشی در بستر سبب کاهش اعماق مزدوج و طول غلتاب پرش می‎ شود؛ که این افزایش و کاهش، بسته به مقدار عدد فرود و ارتفاع و تراکم زبری‎ ها است.
    کلید واژگان: پرش هیدرولیکی, پروب رسانای دو سوزنی, پوشش گیاهی غیر منعطف, جریان آب هوا}
    Atefeh Adeli, Javad Ahadiyan *, Mehdi Ghomeshi, Manoochehr Fathi Moghadam
    Hydraulic jumping is a complex three-dimensional phenomenon which is frequently observed in open channel flow such as rivers. The hydraulic resistance of vegetation plays a major role in the hydrodynamics of rivers with extensive natural floodplains. Vegetation penetrates the flow field and creates resistant force and, consequently, energy dissipation. In this study, the effect of vegetation density and height on flow in a hydraulic jump and parameters related to two phase Air-water flow are examined using cylindrical elements made of galvanized iron with a homogeneous diameter of 7 mm as vegetation. Thus, neither the effects of plant diversity nor flexibility have been considered. For this purpose, four forms of rough bed were used in two modes of staggered and collocated grid roughness with two heights of 1.5 and 3 cm, and the results were compared with data on smooth bed as a reference. Experiments were conducted in a horizontal rectangular flume with a width of 30 cm, in the range of upstream Froude numbers between 1.5 Fr1 5.5. Air-water flow measurements were conducted with a dual-tip conductivity probe, which was designed, developed and calibrated in this research. The results of this study showed that the presence of vegetation increases aeration by increasing the void fraction in a jump roller. And on the other hand, increasing the resistant force and shear stress in the bed reduces conjugate depths and roller length. This increase and decrease depends on the upstream Froude numbers, height and density of vegetation.
    Keywords: Air–water two-phase flow, Hydraulic jump, dual-tip conductivity probe, rigid vegetated bed}
  • اصغر اکبری، منوچهر فتحی مقدم*، مصطفی میرزایی جشنی

    کنترل و کاهش نشت موضوع جدید و جذابی برای متخصصین و مسیولین این زمینه از علم هیدرولیک می باشد. نگرانی ها در مورد تشخیص نشت و محل آن از اواسط قرن بیستم همراه با سیستم های انتقال نفت پیدا شد. آنالیز جریان گذرا بدون شک یک ابزار با پتانسیل بالقوه برای دست یابی به این هدف است. در این تحقیق از بازتاب موج فشاری جریان گذرا، برای تشخیص مقدار و محل آن در خطوط لوله پلی اتیلن استفاده شده است. روش به کار رفته بر تحلیل اولین موج انعکاسی از نشت تمرکز دارد. لذا برای رسیدن به این هدف ابتدا طی مدل سازی آزمایشگاهی، جریان گذرا بر روی یک سیستم مخزن، لوله و شیر مورد بررسی قرار گرفت. سیستم لوله در این تحقیق از جنس پلی اتیلن به قطر 63 میلی متر و با طول 158 متر می باشد. آزمایش ها با سه قطر نشت پنج، شش و هفت میلی متر در دو فاصله ی 3/56 و 4/117 متری از مخزن و دبی های متفاوت صورت گرفت. نتایج نشان می دهد که کمترین و بیشترین درصد خطای نسبی مکان نشت به ترتیب 12/0 و 74/12 درصد به دست آمد و نیز کمترین و بیشترین درصد خطای نسبی اندازه ی نشت به ترتیب 86/1 و 90/71 درصد محاسبه شد.

    کلید واژگان: جریان گذرا, ضربه قوچ, لوله های ویسکوالاستیک, نشت یابی}
    Asghar Akbari, Manoochehr Fathi Moghadam *, Mostafa Mirzai Jashni

    Introduction  When a sudden pressure surge is induced in a pipe system, discontinuities like leaks, changes of pipe diameter or material, tee-junctions, local head losses or air pockets, introduce changes in the hydraulic transient event propagation. A leak creates a pressure drop; friction increases pressure damping; a dead-end or a closed-valve reflects totally an incident wave; an air bubble creates a pressure drop followed by a pressure increase.     The detection of these signals allows their identification and location. The information carried in the transient pressure signal can be used to detect, locate and size leaks, and, eventually, to distinguish these from other features existing in the pipeline.   Methodology Physical model     The purpose of this study was to find the location and size of leakage in polyethylene transfer pipes using transient flow. Therefore, a laboratory model was developed for this purpose at the Hydraulic Lab of the Faculty of Engineering Sciences of Shahid Chamran University of Ahvaz.

    Keywords: leakage detection, water hammer, Viscoelastic pipelines, Transient flow}
  • پریسا آذین فر*، منوچهر فتحی مقدم، جواد احدیان

    از عوامل مهم تاثیر گذار بر کاهش امواج توسط پوشش های درختی، نسبت استغراق (نسبت عمق آبگرفتگی درختان به ارتفاع آنها) است. در این پژوهش، آزمایش های جامعی در کانال موج برای ارزیابی تاثیر پوشش درختی در حالت استغراق و غیراستغراق بر میرایی امواج شکنا به اجرا درآمد و ساقه های چوبی درختان با قطر 1 سانتی متر به عنوان کمربند سبز شبیه سازی شده در معرض هجوم امواج شکنا با ارتفاع های متفاوت قرار گرفتند. روش اندازه گیری بر مبنای جذب مومنتم است و نیروی موج وارد شده بر قسمت متحرک فلوم با طولی معادل یک متر که در بخش میانی فلوم قرار گرفته با استفاده از روش اندازه گیری مستقیم و توسط حسگر بار دینامیکی اندازه گیری شد. آزمایش ها با آرایش موازی 10×10 در شیب ثابت صفر، یازده ارتفاع موانع از 10 تا 30 سانتی متر و ده ارتفاع متفاوت موج بررسی شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد در تولید امواج با ویژگی های یکسان، هنگامی که موانع از حالت غیراستغراق به حالت استغراق تغییر یابند، نیروی جذب شده موج بسیار کاهش می یابد. بیشترین کاهش مشاهده شده، معادل 63/41 درصد،  هنگامی است که موانع به یک سوم ارتفاع اولیه خود (از ارتفاع 30 سانتی متر در حالت غیرمستغرق به 10 سانتی متر در حالت مستغرق) می رسند و ارتفاع موج 13 سانتی متر است.

    کلید واژگان: کمربند سبز, میرایی امواج شکنا, نسبت استغراق, نیروی جذب شده موج}
    Parisa Azinfar *, Manoochehr Fathimoghadam, Javad Ahadiyan
    Introduction

    Forests as Green Belt reduce the height and energy of waves passing through them, reducing their ability to erode sediments and to cause damage to structures such as dikes and sea walls, (Mclvor and et all.,2012). It is well-accepted that wave attenuation by emergent and submerged vegetation is a function of plant characteristics as well as hydrodynamic conditions, (Augustin et al., 2009). (Hirashi and Harada, 2003) showed that the pressure difference on the sides of the green belt is mainly due to drag resistance. this study a new and unique method based on the principle of momentum and direct force measurement has been used to measure wave energy decay simulated by the Green Belt.Most previous studies have been conducted to analyze the wave forces on emergent structures and obstacles. Relative submergence is considered to be the relative roughness of trees and is a factor influencing the resistance of the forest to the passage of waves, (Davoudi et al., 2016). So the resistance of the canopies in the submerged state is one of the important factors in wave damping. Also, in previous studies, variable still water depth has been considered to create different ratios of submergence, which will change the characteristics of the wave. Therefore, in the present study, decided that the resistance of the canopy against broken waves in the submerged state would be determined by changing the height of the obstacles, which will be examined in this study (Figure 1).Figure 1-- Schematic view of the Rigid vegetation with different relative depth of submergence

    Methodology

    Experiments were conducted in the Hydraulic Modeling Laboratory of the Faculty of Water Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, in a 8.3×0.8×0.55 rectangular flume called Knife Edge Flume. Flume has Plexiglas sidewalls and bed and designed to measure the force exerted by the wave force on the barriers at its shore by means of a dynamic load cell installed between the movable and fixed parts of the flume. At the beginning of the experiments, wooden circular cylinders with 1 cm in diameter, fixed parallel arrangement were placed in the moving part of the flume with constant slope of zero. By changing the height of obstacles and generating breaking waves with constant height the absorption force by the canopies was monitored via an electrical display connected to the dynamic load cell.

    Results and Discussion

    The submerged ratio of tree canopies is equal to height of inundation depth to height of trees. Therefore, in the submerged state, the ratio is greater than one, and in the emergent state it is less than one. What is important in this study is that different ratios of immersion with different heights of barriers have been created.

    Keywords: Green Belt, submerged ratio, wave absorption force, wave attenuation}
  • محمد تاج بخش*، منوچهر فتحی مقدم، نادر قلی ابراهیمی

    سطح ویژه (SSA) در تعامل یون ها و مولکول های آب با ذرات خاک حایز اهمیت است؛ این مولفه برای توصیف پدیده هایی مانند ظرفیت نگهداری آب، جذب سموم و آلاینده ها، انتقال آلودگی، هدایت هیدرولیکی و... به کار می رود. بنابراین سطح ویژه به عنوان نمایه ای از رفتار خاک تلقی می شود. اندازه گیری این مولفه وقت گیر و هزینه بر بوده و تخمین آن توسط متغیرهای که به سهولت در خاک اندازه گیری می شود ارجحیت دارد. هدف این تحقیق ارایه توابع انتقالی جهت برآورد SSA انواع خاک با بافت سبک و سنگین و فاقد کانی های تورم پذیر رسی به کمک درصد ذرات تشکیل دهنده می باشد. در این راستا دو رابطه انتقالی ارایه شد؛ رابطه اول به صورت تابعی غیر خطی از درصد رس و انحراف استاندارد هندسی قطر ذرات (gσ) و رابطه دوم تابعی نمایی از شیب خط رگرسیونی منحنی لگاریتم طبیعی دانه بندی می باشد. صحت سنجی روابط به دست آمده نشان داد هر دو تابع انتقالی با دقت تقریبا مساوی سطح مخصوص را دقیق تر از توابع ارایه شده توسطSepaskhah  و همکاران (2010) و Sepaskhah و Tafteh (2013) تخمین می زند.

    کلید واژگان: تابع انتقالی, سطح ویژه, شیب خط رگرسیونی, منحنی دانه بندی}
    Mohammad Tajbakhsh *, Manoochehr Fathi Moghadam, Nader Ebrahimi

    The term “Specific Surface Area” (SSA) refers to the area per unit weight of soil. SSA is a fundamental soil property that can be used as an indicator of soil behavior (Utkaeva, 2007) to explain many of the physical and chemical phenomena of the soil: including fertility-determining components (such as the water holding capacity, the adsorption of plant nutrients, and the amount of organic matter) (Voronin, 1975). Measurement of specific surface area is time-consuming and relatively expensive; therefore, its estimation by routinely measured soil variables is preferred. In the present paper two pedotransfer functions for estimating of total SSA (including external and internal specific surface area) was presented, one a multivariate pedotransfer function based on the standard deviation of the diameter of soil particles and clay percent and second an exponential pedotransfer function based on slope of linear regression equation of logarithmic PSD Curve.

    Keywords: Pedotransfer function, PSD curve, Slope of linear regression, Specific surface area}
  • پری ملکی، جواد احدیان*، سید محمود کاشفی پور، منوچهر فتحی مقدم

    سازه جت هیدرولیکی غیرهمفاز از جمله سازه های حفاظتی جدید پیشنهاد شده جهت کنترل فرسایش در قوس بیرونی رودخانه هاست. در این روش یک لوله منفذدار در امتداد قوس روی بستر قرار گرفته که دبی هوا از دو انتهای آن به درون جریان اصلی تزریق می شود. براساس مطالعات گذشته پارامترهای زیادی بر بازدهی این سازه می توانند موثر باشند که موضوع مورد مطالعه در این تحقیق است. در این مطالعه به بررسی مورفولوژی بستر و الگوی جریان در یک کانال قوسی 90 درجه با نسبت شعاع به عرض 4 که در محدوده قوس های ملایم می باشد، تحت تاثیر 4 عدد فرود (37/0، 41/، 45/0 و 47/0) پرداخته شده است. نتایج نشان دادند با نصب سازه جت غیر همفاز ماکزیمم آبشستگی موجود در قوس بیرونی به میانه فلوم منتقل شده است. از طرفی با کاهش فاصله لوله متخلخل از قوس بیرونی در فواصل صفر، 25/6 و20درصد از قوس بیرونی، مقدار آن کاهش و به ترتیب مقدار آن 9/87، 5/54 و 15/15 درصد کاهش یافت. همچنین حضور سازه در قوس بیرونی با ایجاد جریان ثانویه، منطقه ماکزیمم سرعت را در مقاطع 45 و 70 درجه به ترتیب 4/53 و 82 درصد از قوس خارجی دور نموده است.

    کلید واژگان: قوس رودخانه, جت هیدرولیکی غیرهمفاز, آبشستگی, رسوبگذاری, جریان ثانویه}
    Pari Maleki, Javad Ahadiyan*, Seied Mahmood Kashefipour, Manoochehr Fathi Moghadam

    Some events such as scour and deposition in rivers may endanger the stability of the outer bank’s bend and reduce the navigable width of them. So far, different techniques have been developed to control this phenomena such as bottom vanes, submerged groynes, bandal-like structures. In the present study, the influences of non-phase hydraulic jet usage on bed scouring and deposition in a 90 bend has been investigated experimentally. Experiments were conducted in a experimental channel to measure the variations of bed topography under a clear water condition. The90 bend is connected to an upstream straight reach 5 m long and a downstream straight reach 3 m long. The channel was rectangular having 70c m width and 280cm radius of bend to centerline. (R/B=4; where R=radius and B=flume width). Four Froude number values including 0.37, 0.41, 0.45 and 0.47 with a constant flow depth of 11cm under clear water condition were used for each test. Bed topography was measured with a laser meter and contour lines were plotted with the Tec plot360software. The scour geometry in a bend depends on channel geometry (channel width, channel , radius and bed slope), flow conditions (depth and discharge or velocity), non-phase hydraulic jet characteristics (length, angle with bank, location in bend), sediment properties (specific gravity, grain size), and fluid parameters (density and viscosity). Therefore, by Using the Buckingham theory and after eliminated the parameters with constant values, the important parameters were q/Q, D/h , Fr and α.Three-dimensional (3D) velocity components were measured using the electromagnetic velocity meter JFE ALEC model ACM3-RS in tests with and without an installed non-phase hydraulic jet. The sampling rate was 20 Hz and time of sampling was 60 seconds. So the minimum 1200 data were collected for each point and their mean was used for determine the 3D flow pattern. The results showed that with installing non-phase hydraulic jet, the maximum scour depth is reduced as much as 77%, 82.7% for Froude numbers equal to 0.37 and 0.41, respectively. It was also found that generally the scour depth occurs away from the outer bank and it was shifted toward the middle parts of the section in the main experiments, which can positively result in the increase in the navigable width and also sediment deposition was observed at the outer bank in some experiment. The results show that non-phase hydraulic jet significantly modified bed topography and reduced the maximum scour depth in outer bank. In this paper to evaluate the effect of space between porous tube and outer bank , three different space (D=0,2.5 and 8 cm) were used. It was found that by decreasing the space between outer bank and porous tube the amount of scour decreases and the maximum scour depth reduced as much as 87.9%, 54.5% and 15.15% for space equal to 0, 2.5 and 8 cm, respectively and it is most efficient when it placed on outer bank. Maximum scour was usually saw near the outer bank, and attributed to the maximum stream wise velocities that occur near the toe of the bank , also the analysis of data have shown that the presence of non-phase hydraulic jet caused uniformity in the velocity distribution at upstream and the high velocity zone moved toward the center of the channel and inner wall. The installing a non-phase hydraulic jet on the outer bank of bend, by its rising velocities, generated a secondary flow that rotates in the sense opposite to the curvature-induced secondary flow. The jet-induced secondary flow cell causes an inwards shift of the cores of maximum streamwise velocity and maximum vertical velocity impinging on the bed, that both of them play an important role in the cour in the outer bank.

    Keywords: river bend, non-phase hydraulic jet, scour, sedimentation, secondry flow}
  • مهرداد خیرایی، حجت الله یونسی*، منوچهر فتحی مقدم، بابک شاهی نژاد، حسن ترابی

    سرریزها از سازه های هیدرولیکی مهم برای کنترل جریان، تنظیم سطح آب و اندازه گیری دبی جریان در کانال های آبیاری هستند. مزیت سرریزهای شیب دار به واسطه وجود شیب بالادست آن است که از به وجود آمدن منطقه سکون آب در بالادست جلوگیری می کند. سرریزها با تسهیل در عبور ذرات رسوب می توانند استغراق زیادی را تحمل کنند. هدف از این تحقیق بررسی شرایط جریان آزاد و مستغرق و ارایه روابطی برای محاسبه ضریب دبی این نوع سرریزها و مقایسه این نوع سرریزها با سرریز لبه پهن مستطیلی است. برای این منظور، سه مدل سرریز شیب دار با شیب بالادست، شیب پایین دست و شیب ترکیبی بالادست و پایین دست و یک مدل سرریز لبه پهن مستطیلی در دامنه ای وسیع از دبی ها (3 تا 30 لیتر بر ثانیه با گام های 3 لیتر بر ثانیه) در یک فلوم آزمایشی به طول، عرض و ارتفاع به ترتیب 15، 0.3 و 0.5 متر بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان داد با افزایش نسبت هد کل جریان روی سرریز به عرض قاعده سرریز از 0.2 تا 1، ضریب انتقال دبی سرریزهای شیب دار از 0.37 به 0.56 افزایش می یابد و ضریب انتقال دبی سرریز لبه پهن مستطیلی از 0.55 به 0.41 کاهش می یابد و بیشترین ضریب انتقال دبی مربوط به مدل سرریز با شیب ترکیبی بالادست و پایین دست و کمترین ضریب انتقال دبی مربوط به مدل سرریز با شیب بالادست است. نتایج تحقیق همچنین نشان داد سرریز لبه پهن حساسیت کمتری به تغییرات نسبت هد کل جریان روی سرریز به عرض قاعده سرریز دارد. دو رابطه نیز برای محاسبه ضریب های انتقال دبی در شرایط جریان آزاد و مستغرق در سرریزهای شیب دار ارایه شده است. ضریب تبیین و جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب برای شرایط جریان آزاد 0.90 و 0.017 و برای شرایط جریان مستغرق به ترتیب 0.91 و 0.040 به دست آمد.

    کلید واژگان: پروفیل سطح آب, ضریب انتقال دبی, نسبت ارتفاع به عرض سرریز}
    Mehrdad Kheiraei, Hojjat Allah Yonesi *, Manoochehr Fathi Moghadam, Babak Shahinejad, Hassan Torabi Podeh
    Introduction

    Any structure that is in the flow path and establishes a simple, specific and definite flow relationship and depth around it is called a flow controller. Weirs are structures that raise the water level behind them and create control sections and are simple means of measuring discharge. Bazin & Schwalt (1898) were the first to conduct experiments on rectangular broad crested weirs. Since then, many researchers have done a great deal of research on a variety of weirs. Among them we can mention: Woodburn (1932), Tracy(1957), Smith(1959), Abou-seida & Quraishi (1976), Hager&Schwalt (1994), Sargison & Percy (2009),….Due to the importance of flow measurement in open channels, the purpose of this study was to investigate the hydraulic performance of inclined weir, to determine the discharge conveyancecoefficient in this kind of structures in free and submerged flow condition, and to provide relationships to predict the discharge conveyancecoefficient.

    Methodology

    Based on Equation 1, we can determine the weir discharge. In this equation Q is the discharge (m3 / s), Cd is the discharge coefficient (no dimension), B is the weir length (m), g is the acceleration (m / s2), and H is the height of the water over the weir (m).Also rewrite from the equation 1 to form 2 by defining it   as the discharge conveyancecoefficient (Mohamed, 2010):In this study, the equation 2 is based on the calculation of the discharge throughput on weirs. The following two equations for free and submerged flow are presented using dimensional analysis.The experiments were conducted in a plexiglass flume (Fig. 1) made of the British ArmField Company with a length of 15 m, a width of 30 cm and a height of 50 cm. A total of 60 experiments (30 free-flow and 30 submerged-flow experiments) were performed on the inclined weir.

    Results and Discussion

    A) Free flow condition
    In this series of experiments, with increasing H/Lw ratio, the discharge conveynce coefficient of all three sloping weirs increased, but the coefficient of conveynce discharge of rectangular broad crested weir decreased (Fig. 1). This figure shows that among inclined weirs are most sensitive to H/Lw changes.Also comparison of the inclined weir with the rectangular broad crested weir indicates that the rectangular broad crested weir later is less sensitive to H/Lw. Equation 5 was derived to calculate the discharge conveyancecoefficient (Cf) in inclined weirs under free-flow conditions. B) Submerged flow conditionMultiple regression was used to investigate the interaction of the extracted dimensionless parameters on the discharge conveyancecoefficient and to provide a mathematical relation to predict these values. Equation 6 was derived to calculate the Cs coefficient in inclined weirs under submerged flow conditions. Figure 2 shows the computational and observational Cf, Cs in free and submerged flow conditions. The scattering of these points relative to the 45 ° line shows that the correlation coefficient of the experimental and computational values for free and submerged flow are equal to 0.9 and 0.91 respectively.

    Conclusions

    The results show that:- Increasing in H/Lw ratio leads increases in discharge conveyance coefficient of all three sloping weirs and decreases in rectangular broad crested weir. - For a constant value of the H/Lw ratio, the highest discharge coefficient is related to the upstream and downstream slope weir model (SCW-UD-1) and the lowest discharge coefficient is to the upstream slope weir model (SCW-U-1).-The upstream and downstream slope weir are most sensitive to H/Lw changes and rectangular broad crested weir is less sensitive to changes in H/Lw ratio. - As the H/p < /em> ratio increases, the discharge conveyance coefficient of all three sloping weir models increases.

    Keywords: Discharge conveyance coefficient, Height to width weir ratio, Water Surface Profile}
  • مهرداد خیرایی*، منوچهر فتحی مقدم

    به طور معمول سرریزها از جنس بتن و دارای بدنه نفوذناپذیر هستند، که سبب می شود فقط توانایی عبور جریان از روی تاج خود را دارا باشند. در این میان سرریزهای گابیونی با داشتن خصوصیاتی هم چون پایداری، نفوذپذیری و صرفه اقتصادی در شمار سازه های توصیه شده برای مطالعات آینده می باشند. در این تحقیق تاثیر اندازه مصالح، شیب بالادست و شیب پایین دست بر فاکتور کاهش دبی جریان در سرریزهای کرامپ گابیونی با شرایط جریان مستغرق بررسی شد. برای انجام آزمایش ها 8 مدل مختلف سرریز گابیونی و 3 مدل سرریز نفوذناپذیر در یک فلوم آزمایشگاهی افقی به طول، عرض و ارتفاع به ترتیب 15، 3/0 و 5/0 متر مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها برای دامنه وسیعی از دبی، عمق بالادست، عمق پایین دست، اندازه مصالح، شیب بالادست و شیب پایین دست انجام شد. نتایج نشان داد در تمامی مدل های گابیونی با افزایش نسبت عمق پایین دست به عمق بالادست سرریز (Y2/Y1) فاکتور کاهش دبی، کاهش می یابد. به ازای نسبت Y2/Y1 ثابت، با افزایش شیب بالادست و یا پایین دست سرریز کرامپ گابیونی، فاکتور کاهش دبی، کاهش می یابد. همچنین اندازه مصالح تاثیر معنی داری بر فاکتور کاهش دبی ندارد. در این تحقیق با استفاده از رگرسیون غیرخطی رابطه ای با همبستگی بین 79/0 تا 96/0 جهت محاسبه میزان فاکتور کاهش دبی ارائه شده است.

    کلید واژگان: جریان مستغرق, سرریز کرامپ, فاکتور کاهش دبی, گابیون}
    Mehrdad Kheiraei *, Manoochehr Fathi Moghadam

    Weirs are usually constructed by concrete and are impervious so that the water can only flow above the crest. In this between, Gabion weirs with instinctive characteristics including stability, conductivity and economic justification are strongly advised. In this study, the effects of material size, upstream and downstream slopes were investigated on the discharge reduction factor of gabion crump weirs under submerged flow conditions. For this purpose, 8 models of gabion weirs and 3 models impervious weirs constructed in a horizontal flume with 15m long, 0.3m wide and 0.5m deep. The tests were carried out for different variables, including discharge, upstream and downstream depths, material size and upstream and downstream slopes. The results showed that the flow reduction factor decreased as the ratio of the upstream depth to the downstream (Y2/Y1) increased. For a constant ratio of Y2/Y1, the flow reduction factor decreased when upstream or downstream slope increased. It was found that the material size has no significant effect on the flow reduction factor. Based on regression analysis, an empirical equation was developed for estimation of the flow reduction factor which its correlation coefficient variation was in the range of 0.79 to 0.96.

    Keywords: Crump weir, Flow reduction factor, Gabion, Submerged flow}
  • مصطفی میرزایی جشنی*، منوچهر فتحی مقدم، علیرضا ثابت ایمانی، اصغر اکبری

    لوله های پلیمری به طور گسترده ای در سامانه های آبی تحت فشار استفاده می شوند. باید در طراحی و همچنین تفسیر سیگنال برداشت شده از ضربه قوچ برای اهداف تشخیصی، رفتار ویسکوالاستیک لوله های پلی اتیلنی را در نظر گرفت. هدف از مقاله ی حاضر نشت یابی، مقایسه ی آزمایشگاهی و نظری سرعت موج فشاری و اضافه فشار جریان گذرا در لوله های انتقال پلی اتیلنی در عدد رینولدزهای متفاوت می باشد. برای رسیدن به اهداف این مقاله مدلی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده ی مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز ساخته شد و چندین آزمایش ضربه قوچ در دو حالت مدل بدون نشت و مدل با حضور نشت بر روی آن انجام گرفت. دقت نشت یابی در این مدل با افزایش عدد رینولدز افزایش یافت به طوری که بیشترین و کمترین درصد خطای نسبی مکان نشت محاسباتی و آزمایشگاهی 8/48 و 02/2 درصد به ترتیب برای آزمایش های با اعداد رینولدز 1283 و 12974 در قطر نشت 5 میلی متر بدست آمد. همچنین این تحقیق عدم دقت مناسب رابطه های تیوری سرعت موج فشاری و اضافه فشار را در لوله های انتقال پلی اتیلنی نشان می دهد، بطوری که سرعت موج فشاری بدست آمده از رابطه های تیوری کمتر از مقدار واقعی آن می باشد، همچنین درصد خطای نسبی میزان اضافه فشار در آزمایش های دارای نشت با افزایش عدد رینولدز بین مقدار آزمایشگاهی و تیوری افزایش می یابد.

    کلید واژگان: جریان گذرا, ویسکوالاستیک, سرعت موج فشاری, عدد رینولدز, اضافه فشار}
    Mostafa Mirzaie Jeshni *, Manoochehr Fathi Moghadam, Alireza Sabet Imani, Asghar Akbari

    Polyethylene pipes are widely used in pressurized water systems. In the design and interpretation of the ram-trapped signal for diagnostic purposes, viscoelastic behavior of polyethylene tubes should be taken into account.The aim of this study is to detect leakage, and experimental and theoretical comparison of pressure wave velocity and over pressure of transient flow in polyethylene pipes with different Reynolds number. To achieve the objectives of this paper, a physical model was developed in laboratory of the Faculty of Water Sciences Engineering of Shahid Chamran University of Ahwaz and developed two different models of control and a leakage system was and were conducted a number of water-hammer tests. The leakage accuracy in this model increased with increase of Reynolds number. The highest and the lowest percent of the relative error for computational and experimental leakage were estimated 48.8% and 2.02 through a leak hole of 5 mm for experiments with Reynolds numbers of 1282.76 and 12973.55, respectively. Also, this inaccurate study shows the relationship between the theory of compressive velocity and overpressure in the polyethylene transfer pipes, so that the compressive velocity obtained from theoretical relationships is less than its actual value, as well as the relative error of the overpressure in leakage experiments Increasing the Reynolds number increases between the amount of the laboratory and the theory.

    Keywords: Transient Flow, Viscoelastic, Pressure wave velocity, Reynolds number, excess pressure}
  • Manoochehr FathiMoghadam *, Amin Salemnia, Sajad Kiani
    A normal way to dissipate energy of the dam released high velocity jets is to allow them to free-fall in to a plunge pool or impact a plane surface in case of dam site limitations. The water jets have an undisturbed core from nozzle outlet to a certain falling height, which has more impact force and less turbulent intensity than the developed part of the free jet. Experiments are conducted to determine core impact pressure coefficient of a vertical jet on smooth and rough plane surfaces. The experiment results for different jet diameters and falling heights showed considerable increase of the mean dynamic pressure coefficient with increase of the jet Froude number for both smooth surface and rough surface. A simple Froude based mathematical model is correlated for estimation of jet core impact force on the smooth and rough plane surfaces. In addition, a considerable increase of the jet core length was indicated with increase of the jet Froude number. Results also showed a strong correlation between turbulence intensity coefficient and the jet core length.
    Keywords: Breakup length, Falling height, Pressure coefficient, Turbulence Intensity, Vertical jet}
  • علی اکبر حسین رضا، محمود شفاعی بجستان*، مهدی قمشی، منوچهر فتحی مقدم
    تخریب پل ها در اثر عوامل مختلفی چون بروز آبشستگی در تکیه گاه آن هر ساله خسارت های زیادی به بار می آورد. به همین دلیل روش های مختلفی برای کنترل این پدیده ارائه شده است. در این تحقیق از روش ترکیبی به کار گیری توام سنگچین و المان های شش پایه از نوع روش های مستقیم برای کنترل آبشستگی در تکیه گاه مستطیلی استفاده شده است. از دلایل مهم این روش در دسترس بودن و ارزان بودن سنگچین هم زمان با بکارگیری المان های شش پایه با آرایش باز با ایجاد ضریب زبری بالا به عنوان پوشش است. کارگذاری ترکیبی با سه آرایش، یک لایه سنگچین در زیر المان های شش پایه، یک ردیف المان های شش پایه در بین دو لایه سنگچین و یک لایه سنگچین در بالای المان های شش پایه انجام شد. این کارگذاری ها در سه عمق روی بستر، زیر بستر و در عمق نصف المان های شش پایه در زیر بستر صورت گرفت. همچنین سرعت نسبی جریان بین 0.65 تا 0.95 در نظر گرفته شد. نتایج آزمایش ها تاثیر قابل ملاحظه ای از ترکیب توام کارگذاری سنگچین و المان های شش پایه را نشان داد. به طوری که در اعداد فرود کمتر آرایش و حالتی که نصف المان ها روی بستر و سنگچین ها روی آن قرار داده شدند، توانست تا 97 درصد عمق آبشستگی راس تکیه گاه و در اعداد فرود بالاتر، آرایش و حالتی که المان های شش پایه در روی بستر و سنگچین ها در بین آن ها قرار گرفته شد توانست تا 89 درصد عمق آبشستگی راس تکیه گاه را کاهش دهد.
    کلید واژگان: حفاظت بستر, رودخانه, فرسایش, هیدرولیک}
    Ali Akbar Hosein Reza, Mahmood Shafai Bajestan *, Mehdi Ghomeshi, Manoochehr Fathi Moghadam
    Destruction of bridges caused by scour and other natural phenomenon brings about financial and life losses. Hence, researchers have been studied extensively the scour mechanism and methods of scour countermeasure. Usually scour at bridge occurs both around piers and abutments. Melville (1992)'s study showed that 70 percent of the failure of bridges in New Zealand was due to the abutment scour. Studies conducted on the failure of 383 bridges in the United States showed that in 25% of them the pier scour, and in 72% of them the damage was due to abutment scour (Kayatrak, 2005). The main cause of the abutment scour is due to complex flow vortices which developed around the abutment. Therefore, during the past decades many measures have been developed to protect the bed material against erosion. These techniques can be categorized in two types of covering methods and flow altering techniques. Design guidelines for some of these mitigation techniques can be found in Melville and Coleman (2000). For existing bridges the common practice is to use armoring materials around bridge abutment. Riprap, gabions, rectangular concrete blocks and tetrahedron frames concrete elements are the most effective material for covering and stabilizing the bed around the bridge abutments. In rivers with high flood discharge, the covering material are subject to high flow velocities and therefore large size of rocks have to be used. When the site construction is far away from mountain area or large sizes of the rocks are not available or too costly to transport, other material should be applied. In the present study, a new concrete element-six –legs concrete (SLC)- beside using of smaller size of rocks have been studied to find out the best combination for protecting bridge abutments against scour.
    Keywords: Scour, Bridge Abutments, SLC elements, Riprap}
  • سجاد کیانی، منوچهر فتحی مقدم، احمد فتحی، علی حقیقی
    پژوهش حاضر به معرفی و مدل سازی اثرات ویسکوالاستیک در جریان های گذرا در لوله های پلیمری رایج در شبکه های آبرسانی می پردازد. خواص ویسکوالاستیک سبب بروز ترم های جدیدی در معادلات سازگاری حاکم بر جریان های گذرا می شود که مدل ها موجود فاقد آن هستند. بر این اساس معادلات سازگاری برای خواص ویسکوالاستیک بازنویسی شده و با به کارگیری روش خطوط مشخصه در ترکیب با تفاضل محدود تحلیل می شوند. به منظور واسنجی پارامترهای مجهول نظیر ضرایب افت و خزش و صحت سنجی مدل عددی توسعه یافته، یک مدل آزمایشگاهی از شبکه آبرسانی ویسکوالاستیک در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران ساخته شد. شبکه آزمایشگاهی از شش حلقه مربعی که هر حلقه به صورت یک مربع m3m X3 می باشد تشکیل شده است. لوله ها از نوع پلی اتیلن با قطر اسمی 50 میلی متر و ضخامت 5/5 میلی متر است. در مدت زمان عبور جریان گذرا از شبکه لوله، نوسانات فشار دینامیکی توسط ترانسدیوسرهای فشار جمع آوری می شدند. با به کارگیری روش تحلیل معکوس جریان گذرا و استفاده از روش الگوریتم ژنتیک، پارامترهای مجهول مسئله شامل ضرایب افت ناماندگار و ضرایب ویسکوالاستیک برای شرایط مختلف محاسبه می شوند. نتایج نشان می دهد که مدل کلاسیک ضربه قوچ به هیچ عنوان قادر به شبیه سازی نوسانات فشار در لوله های پلی اتیلن نمی باشد. در واقع مدل سازی دو اثر دینامیکی افت ناماندگار و ویسکوالاستیک برای این لوله ها بسیار ضروری است. همچنین نتیجه گرفته می شود که اثرات ویسکوالاستیک نقش بسیار پررنگ و مهم تری نسبت به افت ناماندگار در شکل گیری سیگنال های ضربه قوچ بازی می کنند تا جایی که در نظر گرفتن آن به تنهایی می تواند به پاسخ های قابل قبولی دست یافت

    کلید واژگان: افت غیرماندگار, تابع خزش, تحلیل معکوس, لوله پلی اتیلن, مدل کلوین-ویت}
    Sajad Kiani, Manoochehr Fathi Moghadam*, Ahmad Fathi, Ali Haghighi
    The present research deals with the introduction and simulation of viscoelastic effects in transient flows in polymeric pipes widely used in pipe network. The viscoelastic properties result in appearing newterms in transient flow governing equations which are generally absent in available models. In this study, the governing equations are rewritten and manipulated for considering the viscoelastic properties. The equations are then solved using the method ofcharacteristics coupled with the finite difference method. In order to calibrate the unknown parameters including the unsteady friction and creep coefficients as well as to verify the model, a model of viscoelastic pipe network was made at the hydraulics laboratory of Water Sciences Engineering department of Shahid Chamran University. The configuration of the experimental set-up consists of a pipe network with six square loops, having each loop 3m×3m. The pipes are made of PE with 50 mm nominal diameter and 5.5 mm of wall thickness. The data of dynamic pressure oscillation during these transient events were collected by Pressure transducers. Appling the inverse transient analysis method and with the aid of a genetic algorithm, the friction and creep coefficients of the experimental pipe are determined. The results show that the classical water hammer solver cannot accurately analyze the transient flows in polyethylene pipes. In fact, modeling both dynamic effects of unsteady friction losses and viscoelasticity for such pipes is quite necessary. However, it is also found that the viscoelasticity is obviously more effective than the unsteady friction effects in formation and attenuation of transient signals so that, considering onlyviscoelastic effects would result in acceptable responses.
    Keywords: Creep Function, Inverse Analyses, Kelvin-Voigt Model, Polyethylene Pipe, Unsteady friction}
  • مصطفی میرزایی جشنی، منوچهر فتحی مقدم *، احمد فتحی، اصغر اکبری
    در این تحقیق افت انرژی تندآب با موانع مستغرق مکعبی مورد بررسی قرار گرفت. از مزیتهای این روش بر روش های قبلی مانند سرریز پلکانی، خطر کاویتاسیون کمتر آن میباشد. برای تحلیل عددی از روش حجم محدود نرم افزار Fluent استفاده شده است. در این تحقیق جریان از نوع دائمی و اغتشاشی و سیال تراکمناپذیر در نظر گرفته شده است. مدل آشفتگی مورد استفاده در این تحقیق میباشد. به طورکلی میتوان گفت افت انرژی در مدلهای شاهد بین 11 درصد برای مدل با شیب 1 به 4 تا 66 درصد برای مدل با شیب 1 به 5 متغیر است. نتایج مقایسه افت در مدلهای با بستر دارای موانع در همه مدلها روند خطی نزولی را نشان می دهد. بطور کلی، مقدار نسبی افت انرژی در شیب 1 به 4 دارای بیشترین و در شیب 1 به 5 دارای کمترین مقدار میباشد. به اضافه، افت انرژی در این مدلها نسبت به انرژی بالادست از 83 درصد برای مدل با شیب 1 به 4 تا مقدار 45 درصد در مدل با موانع مکعبی و شیب 1 به 8 متغیر است. همچنین در مدلهای با موانع بستر میزان افت انرژی از 18 تا 41 درصد نسبت به مدل شاهد افزایش داشته است. همچنین با استفاده از رگرسیون چند متغیره روابطی برای پیشبینی افت انرژی استخراج شد.
    کلید واژگان: افت انرژی, تندآب, شبیه سازی عددی, موانع مستغرق, Fluent}
    Mostafa Mirzaie-Jeshni, Manoochehr Fathi-Moghadam *, Ahmad Fathi, Asghar Akbari
    In this study, energy loss in chutes with cubic submerged obstacles is investigated. The advantages of this method over previous methods such as stepped spillway are lower risk of cavitation. FLUENT finite volume software was used for the numerical computation. The flow was considered turbulent and incompressible. The turbulent model of k  (RNG) was used in this study. In general, for the range of discharges in this study, the energy lost varies from 11% in 1:4 slope to 66% in 1:5 slope for witness models. The results of energy lost in blocked-bed models showed a linear decrease with a relatively steep slope. In general, the “relative energy lost” was shown to be the most in 1:4 slope and the least in 1:5 slope. Moreover, the energy loss relative to upstream energy varies from 83% in models with 1:4 slope to 45% in the blockedbed models with 1:8 slopes. Also, energy loss in blocked-bed models has been increased from 18 to 41 percent in comparison to the witness models. Using multivariate regression, some equations was developed to estimate energy lost.
    Keywords: Chute, energy loss, submerged obstacle, numerical simulation, Fluent}
  • میلاد پایسته، بابک لشکرآرا *، منوچهر فتحی مقدم
    توزیع دانه بندی ذرات بستر در رودخانه های آبرفتی با بستر شنی یکی از بحث های چالش برانگیز در مطالعه رفتارهای هیدرولیکی، مورفولوژیکی و اکوسیستمی رودخانه ها می باشد. به کارگیری روش های نوین هم چون پردازش تصاویر به جای روش سرند در تعیین دانه بندی ذرات بستر رودخانه های آبرفتی از نقطه نظر اقتصادی می تواند مورد توجه ویژه قرار گیرد. در این تحقیق به منظور تخمین توزیع دانه بندی لایه آرمور در بستر رودخانه های آبرفتی با بستر شنی از روش های الگوریتم حوضه آبخیز و الگوریتم بازسازی تصویر در نرم افزار متلب استفاده شد. کارایی روش های یاد شده در رودخانه بالارود مورد ارزیابی قرار گرفت. منحنی دانه بندی حاصل از دو روش الگوریتم حوضه آبخیز و الگوریتم بازسازی تصویر در مقابل نتایج حاصل از روش چاپ تصویری به ترتیب دارای ریشه مربع میانگین خطای 5 و 04/3 میلی متر بود. راندمان تخمین قطر ذرات در مدل بازسازی تصویر 3/96 درصد و در مدل الگوریتم حوضه آبخیز 66 درصد بود. این امر حاکی از برتری نسبی فیلتر بازسازی تصویر در مقابل الگوریتم حوضه آبخیز است. لذا روش بازسازی تصویر می تواند به عنوان روشی کارآمد و سریع، جایگزین روش های سنتی مانند سرند شود.
    کلید واژگان: منحنی دانه بندی, پردازش تصاویر, نرم افزار متلب, الگوریتم حوضه آبخیز, الگوریتم بازسازی تصاویر}
    Milad Payesteh, Babak Lashkar-Ara *, Manoochehr Fathi Moghadam
    Distribution pattern of the river bed particles grading creates important issues in investigation of the hydraulic, geomorphological and ecological behavior of the river.. For example, surface grain-size variability is crucial for illustrating sediment transport (Hoey and Ferguson, 1994; Russ, 1999; Joyce et al., 2001).
    Particle size characteristics that are dependent on particle size distribution are estimated in different ways, such as sieving method, sampling techniques in the field, photographic print method, and the other methods that have been suggested so far (Aberle and Nikora, 2006). The most prevalent method is the sieving method that obtains particle size distribution curve using cumulative weight of passing aggregation,.. It is obvious that, measurement of the particle size distribution based on field methods are time consuming, overwhelming and non-economic, so developing a fast and accurate method for measuring the particle size distribution of the river bed has a significant effect on civil and environmental engineering. Nowadays, this process is possible using image processing methods to automatically extract particle size using digital images of river bed. Various methods have been reported which aim to provide robust and automated estimates of grain size from images, falling under two broad categories classified by (Buscombe et al., 2010) as, respectively, ‘geometrical’ and ‘statistical’. Both techniques require imagery where the smallest grains are resolved by at least a few pixels. Statistical methods characterize grain size using a measure sensitive to image texture. These approaches have used autocorrelation (Warrick et al., 2009), semi variance or one of the several other methods, including fractals (Buscombe, 2013) and grey-level co-occurrence matrices. Geometrical methods use image processing techniques (principally, threshold and segmentation) to isolate and measure the visible axes (or portions of whole axes) of each individual grain (e.g. Graham et al., 2005; Chang &Chung, 2012). This research showed that new methods of image processing have an adequate potential to replace with previous traditional methods. Also, the percentage of human bias in methods such as field sampling or Sticky layer is very high for sampling of the Armor layer of the river bed, while the image processing method has enough power to take all the details and analysis of the data and it has a desirable accuracy compared to traditional methods.
    This research, with using image processing toolbox in MATLAB software, tried to improve the detection filters and finally determined the size distribution of sedimentary particles of armor layer in the alluvial river bed.
    Keywords: Soil Grading Curve, Image Processing, Matlab Software, Watershed Algorithm, Image Reconstruction Algorithm}
  • Sajad Kiani, Manoochehr Fathi-Moghadam*, Reza Behrouzi-Rad, Layla Davoodi
    Stilling basins are the most common structures for energy dissipation downstream of spillways. A properly designed stilling basin can ensure 60–70% dissipation of energy in the basin. The purpose of this study is to evaluate the performance of perforated end sill and effect of the sill on characteristics of hydraulic jump. The perforated sills with different heights and four ratios of opening 12, 25, 50 and 75% were tested for three tail water depths. Results of experiments confirmed significant effect of the perforated sill on dissipation of energy, reduction of the basin length and reducing dependence of jump location on tail water depth. Based on experimental observation, in a constant Froude number, decreasing of the tail water depth causes the hydraulic jump to move forward toward the end of the basin. In this case, to control the jump and to avoid the hydraulic jump being swept out of the basin, sill distance is decreased. Also, observation showed the sill height needs to be increased as inflow Froude number increases and tail water decreases. In the other words, relative sill height increases up to 30% as tail water depth ratio decreases from 1 to 0.8. Furthermore, the results showed that sills with the 50% opening in comparison with other openings have most effective in energy dissipation and reduction of the hydraulic jump length. The comparison of stilling basin with perforated sill and free jump indicated that the sill with perforation ratio of 50% dissipated 60–90% of water energy in inflow Froude number range of 4.5-12. Moreover, once Froude number increases from 4.5 to 12, stilling basin length increases about 19% for this perforated sill in the tail water depth ratio of 1.
    Keywords: Sill height, Energy dissipation, Length of basin, Tail water, Sill position}
  • Modeling of Perforated Sill-Controlled Hydraulic Jump
    Manoochehr Fathi Moghadam
    Stilling basins and hydraulic jumps are designers’ favorable choice for energy dissipation downstream of spillways and outlets. A properly designed stilling basin can ensure considerable energy dissipation in the short distance of a basin. In this study, experiments have been conducted to evaluate effects of a perforated sill and its position on the length of a favorable B-type hydraulic jump in a stilling basin. Perforated sills with different heights and ratio of openings were placed in different positions of the stilling basin. Tests were carried out for three tail water depths to assess the sensitivity of the jump to tail water. The hydraulic characteristics of the jump were measured and compared with continuous sill-controlled and free hydraulic jumps. Results of the experiments confirmed significant effect of the perforated sill on dissipation of energy and development of the jump in a shorter distance. Results are also presented in the form of mathematical models for estimation of the sill height, sill position, and basin length with the inflow measurable parameters of depth and velocity.
    Keywords: Basin, Froude, Jump, Modeling, Perforated, Sill, Tail water}
  • پوریا آسیابان، منوچهر فتحی مقدم *، سجاد کیانی، سید احمد حسینی
    روزنه های مستطیلی از جمله ابزاری هستند که در هیدرولیک به عنوان یک وسیله اندازه گیری دبی جریان مورد استفاده قرار می گیرند. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تاثیر نسبت طول به عرض روزنه های راست‏گوشه با مساحت یکسان بر ضریب دبی می‏باشد، به طوری که یکی از روزنه ها با نسبت طول به عرض برابر 1.618 (نسبت طلایی) که در نظام طبیعت به فراوانی مشاهده می شود، ساخته شده تا ویژگی‏ آن در تخلیه دبی تحت بار آبی‏ مختلف بررسی شود. بنابراین، آزمایش‏ها بر روی پنج روزنه راست‏گوشه که نسبت طول به عرض آن‏ها بین یک تا 16 متغیر بوده انجام شد. همچنین، مقایسه ای بین روزنه های مستطیلی با روزنه دایره‏ای شکل هم مساحت با روزنه های راست‏گوشه انجام پذیرد. در نتیجه، تعداد 94 آزمایش در محدوده دبی 0.136 الی 0.637 لیتر بر ثانیه بر روی روزنه ها انجام گرفت. در این پژوهش، رابطه‏ای با عنوان ضریب تصحیح توزیع فشار برای روزنه‏ ها ارائه شده است تا تاثیر توزیع غیرهیدرواستاتیک فشار بر ضریب دبی در بارهای آبی کم دیده شود. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت طول به عرض، ضریب دبی روزنه راست‏گوشه به طور عمومی افزایش می‏یابد به طوری که با تغییر نسبت طول به عرض در بازه مذکور، ضریب دبی روزنه ها به مقدار 11.7 درصد تغییر می‏کند. همچنین، نتایج آزمایش ها نشان داد که مستطیل طلایی ویژگی خاصی از نظر تخلیه دبی نداشته و ضریب دبی روزنه دایره‏ای شکل در محدوده انجام آزمایشات تحقیق حاضر برابر با کمترین ضریب دبی در روزنه های راست‏گوشه است.
    کلید واژگان: اندازه گیری دبی, روزنه دایره ای, ضریب تصحیح فشار, نسبت طلایی, هیدرولیک}
    Puria Asiaban, Manoochehr Fathi Moghadam *, Sajad Kiani, Ahmad Hosseini
    Rectangular orifices are considered as a common structure for discharge measurement in hydraulics. The purpose of the present research is to investigate the effect of the ratio of length to width of rectangular orifices with same surface area on discharge coefficient. Different rectangles are examined as orifice while the aspect ratio in one of them is equal to 1.618 (golden ratio). Golden ratio is a special number which can be frequently existed in nature and this study attempts to find the probable specialty of this ratio in hydraulics. So, the experiments were carried out on five rectangle orifices that the ratio of length to width of ones varied from 1 to 16. Also, a comparison between the discharge coefficient of rectangular and circular orifices is performed. Therefore, the number of 94 tests was conducted on the orifices in the discharge range of 0.136 - 0.637 L/s. A mathematical relation is developed as pressure distribution coefficient in order to account the effect of non-hydrostatic pressure distribution under low head condition. Results of the experiments showed that the increasing of aspect ratio generally leads to increase discharge coefficient so that discharge coefficient of orifices with variation of the ratio of length to width changes about 11.7%. Furthermore, it is illustrated that golden ratio doesn’t have any specialty in flow evacuation and the discharge coefficient of circular orifices is equal to minimum discharge coefficient of rectangular orifices.
    Keywords: Circular orifices, Discharge measurement, Golden ratio, Hydraulics, Pressure correction coefficient}
  • مجتبی زارعی، منوچهر فتحی مقدم *، لیلا داودی
    هجوم امواج به ساحل دریا عامل عمده تخریب سواحل بوده و خسارات جبران ناپذیر بسیاری را به بار می آورد. سیر تکامل حفاظت سواحل طی دوران مختلف تغییر از رویکردهای سازهای به تقویت بیولوژیکی سواحل بوده است. از جمله روش های نوین مقابله با خطرات ناشی از امواجی همچون سونامی، احداث جنگل های ساحلی می باشد. از این رو در این مطالعه امکان استفاده از کمربند سبز و همچنین اثر تراکم آن بر میزان تغییر نیروی امواج ناشکنا و ضریب درگ کمربند سبز با ارتفاع های متفاوت موج بررسی شده است. به همین منظور آزمایشات در فلومی بهطول 3/8 متر، عرض 8/0 متر و ارتفاع 55/0 متر که مدلهای ساحل با چهار شیب و چهار تراکم مختلف در آن تعبیه شده، با 110 ارتفاع موج ورودی و در دو تکرار انجام شده است. نتایج نشان میدهد که با افزایش ارتفاع موج ورودی نیروی اعمال شده بر روی پوشش افزایش می یابد. همچنین با افزایش تراکم پوشش گیاهی، نیروی مخرب موج کاهش بیشتری داشته به طوریکه در بیشینه حالت به طور متوسط 75 درصد کاهش در نیروی مخرب نسبتبه شرایط بدون پوشش مشاهده شد.
    کلید واژگان: امواج ناشکنا, تراکم پوشش گیاهی, سونامی, ضریب درگ, کمربند سبز}
    Mojtaba Zarei, Manoochehr Fathi-Moghadam*, Leila Davoodi
    Wave attack is the main source of irreparable damages to the sea coast line. The coastal protection techniques are now improved from structural protection to biological ones. This includes plantation of trees and development of vegetation canopy (called green belt) along the shorelines and protection of coastal structures against the waves created by tsunami. For this¡ the application of green belt has been studied and effect of vegetation density and wave height on wave force is evaluated for waves in broken condition. Experiments were conducted in a flume with 8.3m length¡ 0.8m width¡ and 0.55m height. Experimental variables include four bed slopes¡ four vegetation densities¡ and 110 wave heights. The results show that absorption of wave force increase with increase of wave height and density of vegetation. At the highest vegetation density the wave force effect was reduced by about 75% compared to the case without vegetation.
    Keywords: Non, breaking wave, Tsunami, Drag coefficient, Vegetation density, Green belt}
  • منوچهر فتحی مقدم *، سجاد کیانی، بابک لشکرآرا، ماهر عبیداوی
    امنیت و پایداری سد بایستی به ازای سیل عبوری از سرریز سدها تامین گردد. بنابراین انرژی جنبشی جریان عبوری از روی سرریز ها باید مستهلک گردد. یکی از سازه های مستهلک کننده ی انرژی در پایین دست سدها، حوضچه های استغراق می باشند. هدف از این تحقیق، بررسی فشارهای دینامیکی به وجود آمده از برخورد جت دایره ای غیرمستغرق به یک صفحه زبر با اندازه زبری 8/0 سانتی متر در زوایای برخورد 30، 60 و 90 درجه است. بنابراین، در این تحقیق از حسگرهای سنجش لحظه ای فشار با قابلیت ثبت و ذخیره فشارهای نوسانی استفاده گردید. نتایج حاصله نشان می دهد با افزایش ارتفاع ریزش، ضریب میانگین فشارهای دینامیکی کاهش و ضرایب حدی فشارهای دینامیکی افزایش می یابند. همچنین با کاهش زاویه ی برخورد جت با سطح برخورد، فشارهای دینامیکی کاهش می یابند و زبری نیز باعث افزایش فشارهای دینامیکی تا حدود 70% در محدوده ی برداشت های آزمایشگاهی گردید.
    کلید واژگان: ارتفاع ریزش, حوضچه استغراق, عدد فرود, فشارهای دینامیکی حدی}
    Manoochehr Fathimoghadam*
    The security and stability of dams for flood passing through the spillway should be provided. So, kinetic energy of flow over large spillway must be dissipated. One of the energy dissipation structures at downstream dams, are plunging pools. The aim of this paper is to investigate dynamic pressure that is created by the impact of a series of rounded non-submerged jets on a flat plate with the roughness height of 0.8 cm in the angles of the impact of 30, 60 and 90 degrees. This research uses sensors to measure the instantaneous pressure (Pressure transducer) with the ability to record and store the dynamic pressure oscillation of water jet. The results showed that increasing the drop height, average coefficient of dynamic pressure decreases. The extreme dynamic pressures coefficient increased with increase fall height. The mean coefficient of dynamic pressure increases with increasing discharge. As the angle of the impact jet decreases, the dynamic pressures reduce. Also, the roughness increases the dynamic pressure up to 70% in the test interval.
    Keywords: Fall height, Plunging pool, Froude Number, Extreme dynamic pressures}
  • منوچهر فتحی مقدم، بابک لشکرآرا، آرش جاعل
    تحقیق حاضر با هدف اندازه گیری مستقیم تنش برشی در کانال های مستطیلی و ذوزنقه ای با بستر صاف هیدرولیکی ارائه گردیده است. در این راستا به منظور اندازه گیری مستقیم تنش برشی کل در محیط مرطوب کانال های روباز شیوه ای نوین ارائه گردید. در این راستا با ساخت فلومی با ادوات ویژه، نیروی کل برشی وارده بر محیط مرطوب با استفاده از سلول های حساس به بار دینامیک اندازه گیری گردید. سیستم اندازه گیری مذکور فلوم لبه چاقویی نامیده شد که بر اساس جذب ممنتم قادر به اندازه گیری نیروی برشی وارده بر جداره فلوم می باشد. جهت تعیین تغییرات تنش برشی موضعی در کانال های با مقطع مستطیلی و ذوزنقه ای از لوله پرستون با قطر خارجی 4 میلی متر مجهز به سلول های حساس به فشار دینامیک استفاده گردید. برای تبدیل اختلاف فشار استاتیک و دینامیک قرائت شده در لوله پرستون به تنش برشی از منحنی واسنجی پتل استفاده شد. برای تفکیک تنش برشی بستر و جداره از روش ترکیبی فلوم لبه چاقویی-لوله پرستون استفاده شد. مزیت این روش در آن است که حساسیت قطر لوله پرستون در معادله های محاسبه تنش برشی به حداقل مقدار ممکن کاهش خواهد یافت.مقایسه نتایج حاصل از اندازه گیری تنش برشی به روش مستقیم و غیر مستقیم حاکی از برتری نتایج روش مستقیم می باشد. در این مقاله منحنی های تنش برشی بستر و جداره در مقاطع مستطیلی و ذوزنقه ای صاف با شیب جداره 1، 5/1 و 2 ارائه شدند.
    کلید واژگان: تنش برشی, لوله پرستون, روش مستقیم, جذب ممنتم}
    Manoochehr Fathi Moghadam, Babak Lashkarara, Arash Jael
    Aim of this study is to measure shear stress in smooth rectangular and trapezoidal open channels. A new approach is presented to measure direct shear on wet perimeter of open channels. A water flume with a section on a frictionless support (called knife edge flume) along with a system of load cell was used to measure total force on the wet perimeter. The local boundary shear stress in rectangular and trapezoidal cross sections was measured using a 4mm diameter Preston tube connected to a differential pressure transducer and a data acquisition system. The calibration curves proposed by Patel were used to convert the pressure readings to shear stress. Local and total shear measurements were used to differentiate the channel wall and bed shear forces. This method allows minimizing of the error as result of the Preston tube diameter. Comparison of the results confirmed advantage of the momentum method over the energy method in term of accuracy. Results are presented for smooth rectangular and trapezoidal channel cross sections with side slopes of 1, 1.5, and 2.
    Keywords: Shear stress, Preston tube, Direct method, Momentum absorption}
  • محمدحسین پور محمدی، مهدی قمشی، سید حبیب موسوی جهرمی، سید محمود کاشفی پور، منوچهر فتحی مقدم
    در بسیاری از مواقع مجموعه ای از موانع در مقابل مسیر حرکت جریان آب قرار می گیرد. با عبور آب از بین این موانع در پایین دست آنها گردابه ایجاد شده و از هم پوشانی گردابه ایجاد شده از هر کدام از موانع امواج سطحی عمود بر جهت جریان تشکیل می شود. در تحقیق حاضر تاثیر سه نوع شکل مانع بر روی تشکیل امواج عرضی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور موانع استوانه ای ، مکعبی (برخورد جریان به گوشه) و مکعبی (برخورد جریان به ضلع) استفاده شد. دبی ها 5، 15 و 25 لیتر بر ثانیه در نظر گرفته شد. کارگذاری موانع به صورت موازی با چهار آرایش مختلف 60×60 ، 120×60 ، 120×120 و 180×180 در نظر گرفته شد. در مجموع 36 آزمایش صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که شکل موانع تاثیر زیادی بر روی تشکیل امواج عرضی دارد. بیشترین میزان دامنه نسبی (A/H) (دامنه نسبی که A : حداکثر دامنه امواج ، H : عمق متوسط جریان) مربوط به موانع استوانه ای برای آرایش 120×60 در دبی پنج لیتر بر ثانیه و به میزان 10/61 درصد و کمترین میزان مربوط به موانع مکعبی برای برخورد جریان از ناحیه ضلع برای آرایش 180×180 در دبی 25 لیتر بر ثانیه و به میزان شش درصد حاصل شد. روابطی به منظور تخمین عدد استراهال در شکل های مورد نظر با استفاده از نرم افزار SPSS ارائه گردید. بر اساس روابط تجربی ارائه شده مشخص گردید عدد استراهال با پارامتر ( فاصله بین ردیف های موانع به قطر موانع )در موانع استوانه ای نسبت مستقیم و در دو حالت موانع مکعبی مورد بررسی در این تحقیق نسبت عکس دارد.
    کلید واژگان: امواج عرضی, عدد استراهال, فرکانس امواج, تراکم موانع}
    Mohammad Hossein Purmohammadi, Mehdi Ghomeshi, Seyed Habib Mosavi Jahromi, Seyed Mahmoud Kashefipour, Manoochehr Fathi Moghadam
    In many cases the collection of obstacles stand against water flow direction and by passing water through these obstacles, vortexes are created in downstream of them and by overlapping of these vortexes, surface waves perpendicular to the flow direction are formed. In this study the impact of obstacle shape on the characteristics of transverse waves are investigated.For this purpose, cylindrical obstacle and cubic obstacle are used. Discharges 5, 15 and 25 l/s and insertion of obstacles in parallel with ordering of 60*60,60*120,120*120 and 180*180 are considered. Totally 36 experiments were performed. The results showed that the shape of obstacles has high impact on the formation of transverse waves. The maximum amount of relative amplitude (A/H ) (A : The maximum wave amplitude , : depth of flow) was occurred for cylindrical obstacle with amount of 61.10% in arrangement of obstacles of and discharge equal to 5 l/s and the minimum value of was occurred for cubic obstacle for side current collision with amount of 6.00% in arrangement of obstacles of and discharge equal to 25 l/s. Equations for estimating of Strouhal Number were presented, using SPSS software developed. According to presented equations, Strouhal number has direct comparison with (P: Distance between obstacles, : Diameter of obstacles ) in cylindrical obstacles and has inverse comparison in two situations of cubic obstacles.
    Keywords: Transverse waves, Strouhal number, Frequency of waves, Density of obstacles}
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • دکتر منوچهر فتحی مقدم
    فتحی مقدم، منوچهر
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
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