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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Density current » در نشریات گروه « عمران »

تکرار جستجوی کلیدواژه « Density current » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
  • میثم فاضلی*، راحله قمی

    رسوبگذاری در مخازن سدها به عنوان عاملی تاثیرگذار در کاهش عمر مفید و ظرفیت مخزن، انسداد وفرسایش سازه های آبگیر، دریچه های تخلیه کننده و متعاقبا افزایش هزینه های نگهداری و سایر زیانهای مرتبط، شناخته می شود. این مسیله اهمیت شناخت رفتار هیدرولیکی جریان غلیظ در مخازن سدها را اثبات می نماید. در این تحقیق، روند پیشروی جریان غلیظ رسوبی در مخزن رودبار لرستان توسط مدل مایک 3 بررسی شده است. هدف از تحقیق، استحصال حجم مفید مخزن از طریق تخلیه حداکثری جریان غلیظ رسوبی از دریچه های تخلیه کننده تحتانی می باشد. شبیه سازی سه بعدی هیدرودینامیک جریان و رسوبات در این مخزن صورت گرفته پرداخته شده است. تمام سناریوها با فرض شرط عدم افت تراز آب مخزن، طراحی شده اند. نتایج نشان می دهد، با افزایش دوره بازگشت سیلاب و راندمان تخلیه رسوب، که به صورت جرم رسوبات تخلیه شده به جرم رسوبات ورودی تعریف گردیده است، افزایش می یابد به طوریکه راندمان رسوبشویی از سیلاب با دوره بازگشت دو ساله، رو به افزایش بوده و در سیلاب با دوره بازگشت بیست ساله، به بالاترین میزان می رسد. بیشترین راندمان تخلیه رسوب متناسب با سیلاب با دوره بازگشت بیست ساله و برابر 17 درصد می باشد.

    کلید واژگان: شبیه سازی سه بعدی, رسوبگذاری جریان پر رسوب ورودی, تخلیه رسوب, راندمان, سد رودبار لرستان}
    Meysam Fazeli*, Raheleh Ghomi

    Sedimentation in dam reservoirs is known as an effective factor of reducing dams’ life-time and reservoir capacity, disruption of dam operation, blockage and corrosion in intake structures, drain valves and other sediment venting structures and consequently increase costs of maintenance and other related damages. This proves the importance of understanding the hydraulic behavior of density current in dam reservoirs. In this study, the trend of density current moving in Lorestan Roudbar reservoir has been investigated by Mike 3 model. The aim of this study is to withdraw maximum gravity current concentration in flood time period from bottom outlets in order to decrease sedimentation in reservoirs active volume. Therefore, three-dimensional hydrodynamics simulation of density current in this reservoir has been done. The modeling scenarios have been designed to calculate how much mass can be vented from bottom outlet to save more capacity in reservoir when flood with various return time period occur. The results show that increasing the return period of the flood the sediment discharge efficiency, increases. Sediment venting efficiency is increasing with a two-year return period and reaches a maximum in floods with a 20-year return period when the maximum efficiency of sediment venting is roughly 17%.

    Keywords: 3D simulation, sedimentation, density current, sediment venting, venting efficiency, Roudbar dam}
  • محدثه صادقی عسکری، مهدی قمشی*

    جریانهای ثقلی که به آنها جریانهای چگال یا جریانهای غلیظ گفته میشود به دلیل اختلاف چگالی بین جریان و سیال پیرامون به وجود میآیند. اختلاف چگالی میتواند ناشی از ذرات معلق، مواد شیمیایی، مواد محلول و اختلاف درجه حرارت باشد. در مخازن سدها سیال پیرامون ممکن است دارای لایهبندی عمودی باشد. وقتی یک جریان چگال در یک سیال لایهبندی به سطح شناوری خنثی برسد از کف جدا میشود و داخل سیال پیرامون نفوذ میکند. لذا جریانهای چگال ورودی به این مخازن ممکن است بصورت میانگذر ادامه مسیر دهند. این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی جریان چگال بصورت میانگذر در سیال پیرامون لایهبندی شده میپردازد. بررسی پروفیلهای سرعت نشان داد که جریان خود متشابه است و نوسانات سرعت حداکثر تا 5/2 برابر ضخامت جریان چگال در لایه زیرین ادامه مییابد. در سیال لایهبندی شده سرعت پیشانی بعد از افزایش کاهش قابل ملاحظهای مییابد، این بدان معنی است که لایهبندی میتواند حرکت جریان را محدود کند. افزایش غلظت و دبی در هر سه شیب سبب افزایش سرعت پیشانی جریان چگال در سیال لایهبندی شده، میشود با افزایش شیب سرعت پیشانی جریان در زیرگذر افزایش مییابد و در مرحله میانگذر تغییر شیب تاثیر زیادی روی سرعت جریان ندارد. با افزایش دبی و افزایش غلظت زمان گذر جریان کاهشمی-یابد.جریان چگال در لایهبندی ضعیفتر میتواند فاصله بیشتری را روی شیب طی کند و دیرتر از بستر جدا شود.

    کلید واژگان: لایه بندی, گرادیان غلظت, ذرات سیلیس, جریان چگال, جریان میانگذر}
    Mohadeseh Sadeghi Askari, Mehdi Ghomeshi *

    Gravity currents, also known as density currents, or turbidity currents, are happened by the density difference between the flow and its ambient fluid. The density difference can be due to suspended particles, chemicals, soluble materials, and temperature differences. In dams reservoir ambient fluid, usually has a vertical stratification. When the gravity current arrived to ambient fluid, in the position that density of both gravity current and ambient fluid is equal the gravity current abandon the bed and flows in ambient fluid horizontally. Therefore the density current into this reservoir maybe intrude such as interflow density current.This study investigates the inter flow density current in a stratification ambient. The investigation of velocity profiles showed that the flow is self-similar and velocity fluctuations Continues maximum up to 2.5 times greater than current thickness in the lower layer. The front velocity of currents in stratified environments increases at first then sizeable decreases. It shows that stratified can limited the flow movement. In each three slope, increasing of discharge and concentration increase velocity head of density current in stratified environment. As the slope increases, the current velocity increases at the underflow stage, and in the interflow stage, the slope does not have much effect on the current velocity. Interflow Travel Time decrease in increasing of discharge and concentration. Density current in weaker stratified can travel more distance in the slope and separate latter from the bed.

    Keywords: Startification, Concentration gradient, Cilica Particles, Density current, Interflow}
  • محمد حسینی، محمدهادی فتاحی*، سعید اسلامیان

    جریان غلیظ یک حرکت نسبی است که بین دو لایه سیال که حتی دارای اختلاف کمی در چگالی هستند ایجاد می گردد که اختلاف در وزن مخصوص و یا در واقع تاثیر شتاب ثقل بر روی اختلاف جرم مخصوص باعث ایجاد این گونه جریان ها می شود. در این مطالعه از مدل آزمایشگاهی با طول 8 متر و عرض 35 سانتیمتر و ارتفاع 60 سانتیمتر استفاده شده است که به بررسی ارتباط بین پارامترهای هیدرولیکی جریان و همچنین میزان انباشتگی رسوبات در اثر تنگ شدگی های ممتد و موضعی پرداخته شده است.نتایج نشان داد در پروفیلهای بی بعد سرعت در ناحیه دیواره تغییرات ضریب n تقریبا زیاد بوده و از 3.027 تا 5.33 در آزمایشات مختلف متغیر می باشد تغییرات زیاد این ضریب بدلیل وجود تاثیر برش در کف بر روی پروفیل های سرعت می باشد همچنین با افزایش شیب کف کانال از 1% به 3% موجب کاهش ضخامت جریان گل آلود و در نتیجه سرعت جریان چگال افزایش می یابد. وجود تنگ شدگی ممتد و موضعی باعث گردید که سرعت جریان چگال بعد از تنگ شدگی حدود 2.26 برابر افزایش یابد و برای کل مدلها با تمامی حالات مختلف میزان راندمان تله اندازی رسوبات برابر 29.8 % می باشد.

    کلید واژگان: جریان چگال, تنگ شدگی ممتد و موضعی, سرعت بی بعد, ناحیه دیواره, راندمان تله اندازی}
    Mohammad Hosseini, MohammadHadi Fattahi *, Saeid Eslamian
    Introduction

    Density currents are stratified flows caused by density differences between the inflow and the still water. The inflow could be moving under, through, or over the reservoir water depending on the density of each. The stratification is caused by differences in temperature, the presence of dissolved materials, or the presence of suspended solids. If the presence of suspended sediment in the inflowing water is the main or only cause of stratification, the density current is known as turbidity current. When turbidity currents enter a reservoir, they plungebeneath the fresh water traveling down the slope. If the turbidity current reaches the dam, it may be vented through the low-level outlets, thus preventing the deposition of sediment in the reservoir. There are many studies in the literature regarding the transport mechanism and characteristics of density currents

    Methodology

    The Hydraulic Laboratory of Shiraz University, Iran, was used to conduct density current tests. The intended flume is related to hydraulic single-phase open channels, which is transformed into a density current flume by modifying and adding accessories. Flume length is 8m, width 35cm and height 60cm. A 1000 liter tank containing sedimentary turbidity current was used by a 2-inch outlet pump with a maximum passing discharge of 35 m3/hr. A flow meter was used to control the density current inlet. The flume was filled with water using a pipe connected to a 20000 liter water tank. During the experiment, the inlet valve of this tank is disconnected and a 500 liter regulating water tank connected to the pump is used to control the water table in the flume. The channel has sloping capability. The velocity measured by a 2D electromagnetic flowmeter, a product of UK’s Valeport Company with a precision of ±5 mm/sec. The flowmeter includes a data logger and sensors to transmute measured current velocity and discharge time series, etc. to the computer for further analysis. A number of siphons with a diameter of 5 mm suction tube were used to remove the sediment. The tubes connected to the siphons were located at 10 points along with the direction of current depth, through which the average current concentration was measured. An experiments were performed on 3 model samples. Model 1 is a simple, sloping flume without obstacle. In model 2, the flume has a decreased section and continuous constriction at 4.5 m, which is the passing section of the half of channel. In model 3, the flume has a local constriction in 4.5 m, and the passing current through the sides is 10 cm. All records were conducted at 5 m distance from the channel. The parameters of velocity, concentration, and thickness of density current were measured at the desired position.

    Results and Discussion

    In the inner region below the maximum velocity, drag on the lower boundary is the main controller parameter, and the proper expression for the velocity profile is a power law distribution as follows in stratified currents. For the whole experiment, the variation of the coefficient n is almost large and varies from 3.027 to 5.33 in different experiments. High variation of this coefficient can be due to the effect of the shear in bed on the velocity profiles, and the coefficient α ranges from 0.13 to 0.84. The value of β coefficient also ranges from 1.185 to 1.758 in all experiments. From the general comparison of all the conditions for the dimensionless velocity profiles in wall region, the best coefficient n is equal to 3.86, which shows a high correlation of 0.878, and for the jet region, the best coefficient α and β are 0.412 and 1.343, with a correlation coefficient of 0.92.Subsequent density current velocity increases and its concentration decreases by creating a constriction and this is due to the accumulation of current behind the obstacles. The constriction also causes an average increase of current velocity by 2.26 times, and the concentration of accumulated current behind the obstacles increases by 1.45 times. The Richardson criterion and the sediment trap efficiency were used in order to correlate accumulation of sediment with the hydraulic parameters of density current, the Richardson number is reduced with increasing trap efficiency, and the correlation coefficient is well established by 0.83 value in all the test modes. On average, about 29.8% from sediments of density current is accumulated behind obstacles for two models with all different states.

    Conclusion

    The dimensionless velocity profiles in the upper edge of current show greater dispersion due to the non-permanent behavior of the current in this region. The maximum current velocity in the wall region is greater than the jet region. The best coefficient n is 3.86 for dimensionless profile of velocity in wall region, which shows a high correlation of 0.878; the best coefficients α and β are 0.412 and 1.343, respectively, with a correlation coefficient of 0.92 for the jet region; the best coefficient α is 0.1 for the dimensionless profile of concentration in wall region; and the best coefficients β and γ are 1.15 and 0.8, respectively, with a correlation coefficient of 0.94 for the jet region. Also, the effect of local and continuous constriction showed that the constriction increased the velocity of density current by 2.26 times, and also increased the concentration of current sediments behind obstacles by 1.45 times, and trap efficiency rate of sediments was 29.8%.

    Keywords: Density current, Sediment, constriction, wall region, Trap efficiency}
  • علیرضا جهانگیر، کاظم اسماعیلی*، محمود فغفور مغربی

    جریان سیلابی رودخانه ها اغلب از نوع جریان غلیظ است. از این رو، شناخت و بررسی این جریان ها می تواند بخشی از مسایل رسوب گذاری را بر طرف نماید. در این پژوهش، اثر تخلخل و زاویه موانع نفوذپذیر بر کنترل و تله اندازی جریان غلیظ در آزمایشگاه بررسی شده است. برای این منظور، از یک پلیمر نامحلول و معلق ساخته شده از پلی استایرن انبساطی (EPS) با چگالی 135/1 گرم در لیتر و متوسط قطر 15/1 میلیمتر استفاده شد. موانع از صفحات پلاکسی گلاس انتخاب شدند که از دو نوع شیاری و حفره ای با عرض شیارها و قطر حفره هایی برابر با 3 میلیمتر ساخته شدند. آزمایش ها با دو غلظت متفاوت (10 و 20 درصد)، پنج تخلخل و چهار زاویه ی مختلف انجام شد. نتایج نشان دادند که با افزایش تخلخل، میزان تله اندازی تا تخلخل بهینه روند کاهشی و سپس افزایشی دارد. بر این اساس، تخلخل بهینه برای موانع حفره ای و موانع شیاری به ترتیب 22 و 19 درصد به دست آمد. در همه ی آزمایش ها، تله اندازی حفره ای، با 13/0 و 14/0 درصد به ترتیب در غلظت های 10 و 20 درصد، بیشتر از شیاری بود. علاوه بر این، با افزایش زاویه، مقدار تله اندازی کاهش یافت و مقدار آن در شیاری نسبت به حفره ای به ترتیب با ضریب همبستگی هایی برابر 961/0 و 937/0، بیشتر مشاهده شد. اثر عمده موانع، کاهش سرعت و ایجاد کندی جریان تشخیص داده شد که متوسط سرعت در حفره ای 62/3 درصد بیشتر از شیاری به دست آمد. بر مبنای نتیجه ها، در شرایط مشابه، همواره موانع حفره ای عملکرد بهتری از موانع شیاری دارند.

    کلید واژگان: جریان غلیظ, رسوب گذاری معلق, زاویه نصب مانع, مانع نفوذپذیر, میزان تخلخل مانع}
    Alireza Jahangir, Kazem Esmaili *, Mahmoud Faghfour Maghrebi

    Flood flow in rivers is often of density current type. Hence, recognizing and exploring these currents can solve some problems of sedimentation. In this study, the effect of porosity and the angle of permeable obstacles on the control and trapping of density current have been investigated in the laboratory. For this purpose, an expanded polystyrene (EPS) polymer was used with 1.135 g/L density and average diameter of 1.15 mm. The experiments were carried out with two concentrations (10 and 20%) and 5 porosity and 4 angles. The obstacles were made of palsy glass plates and two types of groove and cavity with 8.2 mm width of the groove and the diameter of the cavity. The results showed that, with an increase in porosity ratio, the amount of trapping to optimum porosity decreases and then increases. The optimal porosity of the cavity and groove is 22 % and 19%, respectively. In experiments, the cavity trapping was observed more than the groove, in the concentrations of 10.20% it was 0.13 and 0.14%, respectively. In addition, with the increase of the angle, the amount of trapping has reduced and its value was observed in the groove more than the cavity. The correlation coefficient in the grooves and cavities was 0.996 and 0.937, respectively. The major effect of obstacles, reducing velocity and slowing flow were identified as the average velocity in the cavity was 62.3% higher than the groove. Accordingly, in the same conditions, the cavity obstacles have better performance than the groove obstacles.

    Keywords: Density current, Suspended Sedimentation, Obstacle Angle, Permeable Obstacle, Obstacle porosity}
  • سلیمان خسروپور، سیدمحمود کاشفی پور، مهدی دریایی*
    در تحقیق حاضر تاثیر همزمان تراکم و آرایش زبری کف به همراه مانع روی کنترل پیشانی جریان غلیظ مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در فلومی به طول 780 سانتیمتر، عرض 35 سانتیمتر و ارتفاع 70 سانتیمتر با 2 نوع آرایش زبری (موازی و زیگزاگ)، 4 تراکم زبری (0، 10، 30 و 50 درصد) و 4 شیب طولی (0، 1/5، 2/5 و 3/5 درصد) انجام شد. در تمامی آزمایش ها سیال غلیظ از نوع نمکی با غلظت 20 گرم در لیتر در نظر گرفته شد. دو سری آزمایش به صورت کارگذاری زبری بدون مانع و به همراه مانع و در مجموع 56 آزمایش انجام شد. نتایج حاصل نشان داد که بیشترین درصد کنترل پیشانی جریان غلیظ در آرایش زیگ زاگ و برای تمامی شیب های مورد نظر در تراکم 30 درصد و در آرایش موازی در تراکم 10 درصد به وقوع پیوست. همچنین کارگذاری مانع در این حالات به همراه زبری میزان کنترل پیشانی جریان غلیظ را افزایش داد. به نحوی که متوسط درصد کنترل برای شیب های مورد نظر در آرایش زیگ زاگ و تراکم 30 درصد نسبت به حالت بدون زبری و شیب صفر درصد، برابر 97 درصد حاصل شد که با کارگذاری مانع این متوسط مقدار کنترل به 163 درصد افزایش یافت. همچنین در آرایش موازی برای تراکم 10 درصد این مقادیر به ترتیب برابر 44 و 74 درصد حاصل شد.
    کلید واژگان: جریان غلیظ, شیب کف, آرایش زبری, تراکم زبری, درصد کنترل}
    Soleyman Khosropour, Seyed Mahmood Kashefipour, Mehdi Daryaee *
    The present paper investigated the simultaneous effect of the density and pattern of bed roughness with obstacle on the control of a dense current head. The tests were run in a flume (length 720 cm, width 35 cm, and height 70 cm) using two roughness patterns (parallel and zigzag), and with four roughness densities (0%, 10%, 30%, and 50%). In all tests, the dense fluid was assumed to be of the salt type with a density of 20 g/lit. Two series of tests were performed using rough surfaces with and without obstacle. In total, 56 tests were conducted. The results showed that in all of the tested sloped, for the zigzag pattern, the highest control for the head of the dense current occurred at a density of 30%; while this density value was 10% for the parallel pattern. Moreover, using an obstacle in addition to roughness increased the control of the density current head. The mean control percentage in the tested slopes was 97% for the zigzag pattern at a density of 30% compared to the mode without roughness and with a zero percent slope; however this mean control percentage increased to 163% by implementing an obstacle. Further, in the parallel pattern with a density of 10%, the mean control percentage for the modes without and with an obstacle were respectively 44% and 74%.
    Keywords: Density current, Bed slope, Roughness pattern, Roughness density, Control percentage}
  • محدثه صادقی عسکری، مهدی قمشی *
    جریان های چگال که اغلب جریان گرانشی یا شناوری نامیده می شوند جریان هایی هستند که به سبب اختلاف چگالی بین جریان و سیال پیرامون آن اتفاق می افتند. وقتی یک جریان چگال در یک سیال لایه بندی به سطح شناوری خنثی برسد، از کف جدا می شود و داخل سیال پیرامون نفوذ می کند. در این مطالعه برای بررسی رفتار جریان چگال در محیط پیرامون لایه بندی شده، آزمایش هایی انجام شد. این آزمایش ها با 4 دبی 1، 5/1، 2 و 5/2 لیتر بر ثانیه و 4 غلظت 5، 10، 15 و 20 گرم بر لیتر که به ترتیب جریان هایی با چگالی 2/1003، 3/1006، 4/1009 و 5/1012 گرم بر لیتر ایجاد می کردند، روی شیب 5/2 درصد انجام شد. لایه بندی با استفاده از مخلوط آب و نمک با گرادیان غلظت عمقی ایجاد شد. برای ایجاد جریان چگال از ذرات سیلیس با قطر متوسط 8 میکرون و وزن مخصوص 673/2 گرم بر سانتی متر مکعب استفاده شد و برای بررسی پروفیل غلظت، غلظت جریان چگال در سه مقطع در طول فلوم با فواصل 3 سانتی متری در عمق با استفاده از سیفون برداشت شد. مشاهدات آزمایشگاهی نشان داد که جریان چگال بعد از جدا شدن از بستر تقریبا بصورت افقی در سیال پیرامون پیش می رود و چگالی سیال پیرامون در زیر نقطه جدایی کاهش می یابد. اندازه گیری ها در این مطالعه نشان داد که با افزایش غلظت، عمق غلظت بیشینه و ضخامت جریان کاهش می یابد و با افزایش دبی ضخامت جریان ثابت می ماند.
    کلید واژگان: جریان چگال, سیال لایه بندی شده, غلظت, چگالی}
    Mohadeseh Sadeghi Askari, Mehdi Ghomeshi *
    Gravity currents, also called density currents or buoyancy currents, are flows driven by the density difference between the flow and its ambient environments. When a gravity current reaches the level of neutral buoyancy in a stratified water body, it can separate from the bed as an intrusion. Laboratory experiments are performed to investigate dense flow behavior in stratified ambient in this study. Experiments were carried out on 2.5% bed slope by 4 discharges, 1, 1.5, 2 and 2.5 l/s, and 4 concentrations 5, 10, 15 and 20 mg/l, that created current with a density of 1003.2, 1006.3, 1009.4 and 1012.5 respectively. Stratification was made by mixture of water and salt with vertical gradient. For creating density flow, silica particles with 8 diameters in average and density of 2.673 g/cm3 was used. To investigate the concentration profile, density and concentration were measured in three sections along the flume with three centimeters interval in depth using siphon mechanism. Experimental observations showed that the currents would separate from the bed and then horizontally intrude into the ambience and the density of ambient fluids below the separation point decreases. The measurements in this study indicate that the maximum concentration depth and thickness of body current decreases with increasing concentration in interflow and body current thickness stabilize with increasing discharge.
    Keywords: Density current, Stratified fluid, Concentration, Interflow}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال