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 « تنش برشی بستر » در نشریات گروه « آب و خاک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «تنش برشی بستر» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • مصطفی حیدری، محمد بهرامی یاراحمدی*، محمود شفاعی بجستان

    تنش برشی وارد بر بستر رودخانه ها از جمله مهمترین پارامترهای هیدرولیکی جریان است که در تعیین میزان بار رسوبی و همچنین میزان آبشستگی در بستر و سواحل رودخانه کاربرد موثری دارد. تشکیل فرم بستر (شکنج، تلماسه و پادتلماسه) در رودخانه های آبرفتی بر میزان تنش برشی وارد بر بستر موثر است. در این پژوهش اثر فرم های بستر شکنج، که بصورت مصنوعی ساخته شده بودند، بر تنش برشی بستر مورد بررسی قرار گرفت. رسوبات با اندازه های 0/51 و 2/18 میلی متر برای زبرکردن سطح شکنج های مصنوعی استفاده شد. طول و ارتفاع هر فرم بستر به ترتیب برابر 20 و 4 سانتی متر و زوایای وجه بالادست و پایین دست آن نسبت به افق بترتیب برابر 16/4 و 32 درجه در نظر گرفته شد. در کلیه آزمایش ها از شیب های 0، 0/0001، 0/0005، 0/001 و 0/0015 برای کف کانال آزمایشگاهی و دبی های 10، 15، 20، 25 و 30 لیتر بر ثانیه استفاده شد. نتایج نشان داد که بزرگترشدن اندازه ذرات بستر، سبب ازدیاد مقادیر پارامترهای  t¢b، tb و  t²b شد. پارامترهای t¢b، tb و  t²b در بسترهای رسوبی با اندازه 2/18 میلی متر بطور متوسط به ترتیب 22/38، 30/86 و 22/3 درصد بیش از بسترهای رسوبی با اندازه 0/51 میلی متر بودند.

    کلید واژگان: شکنج, تلماسه, رودخانه های آبرفتی, تنش برشی بستر}
    M. Heydari, M. Bahrami Yarahmadi*, M. Shafai Bejestan

    Bed shear stress is one of the most important hydraulic parameters to determine the amount of bed and suspended load and the bed and bank scouring in rivers. Bed shear stress depends on bedforms (ripples, dunes, and anti-dunes) in alluvial rivers. In this study, the effect of artificial ripple bedforms on bed shear stress has been investigated. Two types of uniform granulation with average sizes (d50) of 0.51 and 2.18 mm were used to roughen the surface of the artificial ripples. The bedform length and height were 20 and 4 cm, respectively. The angles of its upstream and downstream to the horizon were selected equal to 16.4 and 32 degrees, respectively. Different flow rates (Q= 10, 15, 20, 25, and 30 l/s) and different bed slopes (S= 0, 0.0001, 0.0005, 0.001, and 0.0015) were examined. The results showed that by increasing the particle size on the bed surface, total shear stress (tb ), grain-related bed-shear stress (t¢b ), and form-related bed-shear stress ( t²b )  increase. The value of tb , t¢b , and t²b in bed form roughened by sediment size of 2.18 mm were, on average, 22.38, 30.86, and 22.3% more than the bed form roughened by sediment size of 0.51 mm, respectively.

    Keywords: Ripple, Dune, Alluvial rivers, Bed shear stress}
  • حمید فتاحی، میرعلی محمدی*
    پایه پل های بنا شده در عرض رودخانه ها، همواره مستعد پدیده های فرسایش و آبشستگی هستند. تنش برشی بستر یکی از عوامل اساسی در آبشستگی در اطراف پایه پل هاست که رابطه ای مستقیم میان آن ها وجود دارد. در تحقیق حاضر، ابتدا برای صحت سنجی مدل از نتایج آزمایشگاهی پایه پل استوانه ای شکل استفاده شد و در ادامه به مطالعه تاثیر شکل پایه های پل بر روی تنش برشی در کف بستر و سایر پارامترهای موثر با مدل سازی عددی و نرم افزار Flow-3D پرداخته شده است. شکل مقاطع پایه ها تغییر قابل توجهی در تنش برشی بیشینه را نشان داد. بیشترین تنش برشی در اطراف پایه استوانه ای رخ می دهد و مقطع عدسی شکل بهترین عملکرد در کاهش تنش برشی بستر را با کاهشی %26 داشته است. این عملکرد بر روی خطوط جریان در اطراف مقاطع و مشخصا نحوه تشکیل، طول و قدرت گردابه های برخاستگی و نعل اسبی تاثیرگذار بوده است. به گونه ای که جریان با سرعت 1/0- متر بر ثانیه در مقطع استوانه ای، طول 2/0 متری را در پشت پایه تحت تاثیر قرار داده است ولی در مقطع عدسی شکل کاهش 40% سرعت های منفی نسبت به استوانه ای را در پشت پایه مشاهده نشان می دهد. در مجموع، مقاطعی که دارای پیشانی در مقابل عبور جریان بودند، جریان پایین رونده قوی تری در پیشانی پایه را سبب شدند. در این مقاطع در بستر جریان به دلیل حضور گردابه های نعل اسبی، جریان به سمت بالادست حرکت می کند که موجب وقوع سرعت های منفی قوی تری در این ناحیه می شود.
    کلید واژگان: پایه پل, تنش برشی بستر, گردابه نعل اسبی, FLOW-3D}
    Hamid Fatahi, Mirali Mohammadi *
    Bridge piers, which are constructed across the rivers, are always prone to the erosion and scouring phenomena. Bed shear stress is one of the main factors of scouring around bridge piers in which there is a direct relationship between bed shear stress and scouring. In the present research work, firstly the laboratory results of cylindrical bridge piers were used for validation of the model, and then the effect of bridge pier’s shape on bed shear stress and other effective parameters were studied by numerical modeling and applying Flow-3D software. The cylinder pier experienced the highest amount of bed shear stress. In contrast, the case lenticular shape showed 26% reduction with cylinder shape occurs. The results show that different pier shapes have a perceptible effect on reducing the maximum amount of bed shear stress. This function affects streamlines around the bridge piers, and the formation, length, and power of wake and horseshoe vortexes. So that, streams having -0.1m/s behind the cylinder affected the length of 0.2m but in lenticular shape, 40% decrease appears. Additionally, the piers with a forehead causes a stronger down-flow. In those sections, because of the presence of horseshoe vortex, streamlines shift to the upstream, so that the negative velocity figures occur in this region.
    Keywords: Bridge Pier, bed shear stress, horseshoe vortex, FLOW-3D}
  • کیخسرو صیادی، منوچهر حیدرپور*، زهرا قدم پور

    حوضچه های آرامش قسمت کوتاهی از یک کانال کف سازی شده اند که به صورت سازه ای خاص در انتهای سرریزها و هر سازه دیگری که جریان فوق بحرانی ایجاد می کند، برای کنترل پرش هیدرولیکی ساخته می شوند و هر چه طول آن ها کوتاه تر باشداز نظر اقتصادی مناسب تر خواهند بود. هدف از این تحقیق بررسی خصوصیات پرش هیدرولیکی در کانال با شیب معکوس و پله منفی ابتدایی می باشد. در این پژوهش اثر همزمان سه شیب معکوس و سه ارتفاع پله منفی ابتدایی بر اعماق مزدوج، طول پرش و افت انرژی در اعداد فرود 4.5 تا 9.5 بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش شیب معکوس کانال، مقدار نسبت اعماق مزدوج، طول پرش و افت انرژی به ترتیب 12.6، 13.9 و 16.8 درصد کاهش می دهد. در حالی افزایش که پله منفی نسبت اعماق مزدوج و طول پرش را به ترتیب 5.66 و 6.2 درصد افزایش و افت انرژی را 2.6 درصد کاهش می دهد. ترکیب دو عامل شیب معکوس و پله منفی نسبت اعماق مزدوج، طول پرش و افت انرژی را به ترتیب 12.42، 14.8 و 3 درصد کاهش می دهد و نیز تنش برشی 12.56 برابر شرایط بستر صاف به دست آمد. بنابراین نقش پله منفی در تثبیت پرش در محل حوضچه آرامش می باشد و شیب معکوس این تثبیت پرش را سخت تر می کند.

    کلید واژگان: پرش هیدرولیکی, شیب معکوس, پله منفی ابتدایی, عدد فرود, تنش برشی بستر}
    Keikhosro Saiadi, Zahra Ghadampour
    Introduction

    Stilling basins are a short section of a floor of channel that is constructed as special structures at the end of the spillways and any other site that creates a supercritical flow to control the hydraulic jump, and the shorter their length, they will be the more economically viable. One of the most important topics in the study of reducing the destructive energy of the flow is hydraulic jump. Hydraulic jump control is carried out in order to reduce the damage of the downstream structures. A hydraulic jump is one of the most rapidly varied flows occurring when the flow is altered from a supercritical state to a subcritical one in a part of its path. Researchers have always tried to control the hydraulic jump to prevent severe damage to downstream hydraulic structures. The high cost of building recreational pools has encouraged researchers to reduce sequent depth, jump length and reduce energy losses. There are several methods to reduce the sequent depth and length of the hydraulic jump in addition to increasing the energy loss of the hydraulic jump, such as increasing the adverse slope of the bed or using roughness in the channel floor. In addition to reducing the dimensions of the hydraulic jump for the cost-effective construction of the stilling basin, the stabilization of the hydraulic jump at the pool site is also very important. A sudden drop in the bed (negative step) stabilizes a horizontal hydraulic jump of channel adjacent to the step for a wide range of sequent depths. This paper introduced a new solution for the hydraulic jump on adverse slope and negative step to the difference between the upstream and the downstream momentum fluxes.

    Method

    The channel used in this research is a rectangular channel with a length of 8, a width of 0.4 and a height of 0.6 meters. The walls and floor of this channel were made of transparent Plexiglas sheet. This channel was fed by a pump with a maximum discharge of 50 liters per second. In order to increase the initial Froude number before the upstream sliding gate, the tank height is considered to be 1.25 m. To create the stairs at the beginning of the channel, Teflon sheets with thicknesses of 3 and 6 cm were used, taking into account the zero height, a total of 3 different heights were used for the stairs. In this study, three angles of zero, 3 and 6 degrees were used for adverse slope. To change the slope of a false plate with a length of 3 meters, its sloping part continued to a distance of 2 meters from the gate, the slope of which can be changed. This plate is located at the bottom of the channel, just after the initial gate, where the jump occurs completely in this part of the channel. To create the jump, a sliding gate was installed at the inlet of the flume and another valve was used at the end of the flume to stabilize the jump. In the experiments performed, the downstream gate was adjusted so that the start of the jump occurred at the point of change in the height of the channel. To perform this study, a total of 81 experiments were performed in the range of 4.5 to 9.5 Froude numbers.

    Results

    In this research, the combined effect of using three inverse slopes and three elementary negative step elevations on hydraulic jump characteristics including sequent depths, jump length and energy loss in Froude numbers of 4.5 to 9.5 were studied. The results showed that by increasing the adverse slope of channel reduced the sequent depths, jump length and energy loss by 12.6%, 13.9% and 16.8%, respectively. When the negative step increased the ratio of sequent depths and jump length increased by 5.66% and 6.2%, respectively, and energy loss decreased by 2.6%. The combination of the adverse slope and negative step reduced the sequent depths, jump length and energy loss by 12.42%, 14.8% and 3%, respectively, and could also create a shear of 12.56 times equal to the conditions of a smooth bed. Therefore, the negative step only stabilizes the jump in the stilling basin, and the adverse slope makes this jump stabilization difficult.

    Keywords: Hydraulic jump, Adverse slope, Elementary negative step, Froude number, Bed shear stress}
  • امیر محجوب*، فواد کیلانه ئی، سعید صفایی

    سابقه و هدف:

     با بالا آمدن تراز آب در کانال اصلی و عبور آن از مرز سیلاب دشت، به دلیل متفاوت بودن ضریب زبری و اختلاف سرعت بین کانال اصلی و سیلاب دشت، جریان در کانال اصلی با شتاب بیشتری نسبت به سیلاب دشت ها حرکت کرده و یک تبادل مومنتوم قوی بین جریان ها در فصل مشترک کانال اصلی و سیلاب دشت به وجود می آید. این تبادل باعث تولید گردابه هایی در فصل مشترک کانال اصلی و سیلاب دشت می گردد. تبادل مومنتوم باعث می شود از انرژی جریان پرسرعت مجرای اصلی کاسته و به انرژی جریان کم سرعت سیلاب دشت افزوده شود. تبادل مومنتوم همچنین باعث کاهش دبی کانال اصلی، افزایش دبی سیلاب دشت و کاهش ظرفیت انتقال رودخانه می گردد. در فصل مشترک کانال اصلی و سیلاب دشت به علت وجود لایه برشی، پتانسیل ناپایداری و آبشستگی بالا است. شناخت پارامتر-های تنش برشی بستر و مومنتوم در کانال مرکب و خصوصا در فصل مشترک کانال اصلی و سیلاب دشت کمک می کند که محاسبات دقیق-تری در ارتباط با حفاظت بستر رودخانه و تعیین روش های محافظتی صورت پذیرد. در این پژوهش به کمی سازی پارامتر های تنش برشی بستر و مومنتوم جریان در شرایطی که کانال مرکب، طول تکیه گاه پل در سیلاب دشت و نوع دیوار هدایت به صورت هم زمان بر الگوی جریان تاثیر گذار هستند، پرداخته شده است.

    مواد و روش ها

    در تحقیق حاضر با استفاده از تحلیل عددی سه بعدی به بررسی تنش برشی بستر و اختلاف مومنتوم بین سیلاب-دشت و کانال اصلی در یک کانال مرکب ذوزنقه ای متقارن با استفاده از نرم افزار FLOW-3D پرداخته شده است. پس از تایید صحت عملکرد مدل مذکور با استفاده از نتایج آزمایشگاهی موجود، تنش برشی بستر و اختلاف مومنتوم بین سیلاب دشت و کانال اصلی برای طول های مختلف تکیه گاه پل و در حالت های با و بدون دیوار هدایت بیضوی شکل مورد بررسی قرار گرفته است.

    یافته ها

    تنش برشی بستر در حالت با دیوار هدایت بیضوی شکل نسبت به حالت بدون دیوار هدایت، در کانال اصلی افزایش و در سیلاب دشت کاهش یافته است. تنش برشی در کانال اصلی تا 5/25 درصد افزایش و در سیلاب دشت تا 6/36 درصد کاهش یافته است. همچنین اختلاف مومنتوم در حالت با دیوار هدایت بیضوی شکل نسبت به حالت بدون دیوار هدایت تا مقدار 5/78 درصد افزایش یافته است.

    نتیجه گیری

    از نتایج قابل توجه این است که در حالت تکیه گاه با دیوار هدایت بیضوی، تنش برشی بستر در سیلاب دشت کاهش می-یابد که باعث بهبود شرایط در محل تکیه گاه پل می گردد ولی افزایش تنش برشی در کانال اصلی باعث می شود که شرایط پایه هایی که در کانال اصلی قرار می گیرند بحرانی تر گردد. همچنین در حالت تکیه گاه با دیوار هدایت بیضوی شکل اختلاف مومنتوم بین سیلاب دشت و کانال اصلی نسبت به حالت تکیه گاه بدون دیوار هدایت افزایش می یابد که این امر باعث افزایش تنش برشی و ایجاد گردابه ها در فصل مشترک کانال اصلی و سیلاب دشت می گردد.

    کلید واژگان: تبادل مومنتوم, تکیه گاه پل, تنش برشی بستر, کانال مرکب, مدل فلو تری دی}
    Amir Mahjoob *, Foad Kilanehei, Saeed Safaei
    Background and Objectives

    As the water level rises in the main channel and crosses the floodplain boundary, because of different roughness coefficient and velocity between the main channel and the floodplain, the flow in the main channel move more acceleration than the flow in the floodplains and there will be strong momentum exchange between the flows in the intersection of the main channel and the floodplain. This exchange generates vortices in the intersection of the main channel and the floodplain. Momentum exchange reduces the high velocity flow energy of the main channel and adds to the low velocity flow energy of the floodplain. Momentum exchange also reduces the discharge of the main channel, increasing the discharge of the floodplain and decreasing river transmission capacity. At intersection of the main channel and the floodplain, due to the shear layer, the potential for instability and scour are high. Understanding parameters of the bed shear stress and momentum in the compound channel especially in the intersection of the main channel and floodplain make more accurate calculations related to the protection of the riverbed and determine the protection methods. In this study, the parameters of bed shear stress and flow momentum are quantified in conditions where the compound channel, bridge abutment length in the floodplain and the type of guide-wall simultaneously affect the flow pattern.

    Materials and methods

    In the present study, three-dimensional numerical analysis is performed to investigate the bed shear stress and momentum exchanging between the floodplain and the main channel in a symmetric trapezoidal compound channel by using FLOW-3D. After validating of the mentioned model, the bed shear stress and momentum exchange between the floodplain and the main channel for different bridge abutment lengths in cases with and without elliptical guide-wall have been investigated.

    Results

    The bed shear stress in the case with the elliptical guide wall has increased in the main channel and decreased in the floodplain compared to without guide-wall. Shear stress in the main channel has increased to 25.5% and decreased to 36.63% in the floodplain. The momentum exchange in the elliptical guide-wall case has increased up to 78.5% compared to without guide-wall case.

    Conclusion

    One of the remarkable results is that the bed shear stress in the floodplain decreases in the case of abutment with the elliptical guide-wall which improves the conditions at the bridge abutment. But increase the shear stress in the main channel causes the conditions of the abutment located in the main channel become more critical. Also, in the case of abutment with the elliptical guide-wall, the momentum exchange between the floodplain and the main channel increases compared to in the case of abutment without the guide wall, which increases the shear stress and creates vortices at intersection of the floodplain and the main channel.

    Keywords: Momentum Exchange, Bridge abutment, Bed Shear Stress, compound channel, Flow-3D}
  • محمد نقوی، میرعلی محمدی*، قربان مهتابی

    رودخانه ها به عنوان مسیر های اصلی و زهکش های طبیعی، همواره نقش قابل توجهی در انتقال جریان های سیلابی دارند. در زمان وقوع سیل، آب از مقطع اصلی رودخانه فراتر رفته و وارد دشت های سیلابی می شود. در این حالت مقطع رودخانه به صورت مقطع مرکب در می آید. در این تحقیق با مطالعه هیدرولیک کانال های مرکب پیچان، اثر تغییر عمق نسبی جریان سیلابی روی شرایط هیدرولیکی جریان و میزان دبی عبوری از مقطع اصلی رودخانه مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور با بهره گیری از نرم افزارFlow3D  شش کانال با میزان سینوسیتی مختلف در سه عمق نسبی با میزان دبی سیلابی متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی نشان می دهد که با افزایش عمق نسبی از 26/0به 45/0 (73% افزایش)، میزان سرعت متوسط عمقی در تمامی کانال ها به دلیل کاهش مقاومت جریان به طور متوسط 25% افزایش و میزان دبی عبوری از کانال اصلی به دبی کل به طور متوسط در تمامی مقادیر سینوسیتی، 33% کاهش می یابد. همچنین، نتایج این تحقیق نشان می دهد تنش برشی بستر درنزدیکی قوس داخلی کانال اصلی بیشتر از قوس خارجی بوده که با کاهش عمق نسبی در کانال مرکب پیچان، از میزان تنش برشی بستر و سرعت جریان کاسته می‏شود و میزان تنش برشی دیواره قوس داخلی کانال اصلی در تمام کانال ها از تنش برشی دیواره قوس خارجی بیشتر بوده که با افزایش عمق نسبی بر میزان تنش برشی دیواره افزوده می شود.

    کلید واژگان: کانال مرکب پیچان, عمق نسبی, تنش برشی بستر, سرعت جریان, Flow3D}
    Mohammad Naghavi, Mirali Mohammadi *, Ghorban Mahtabi

    The rivers, as the main watercourse and natural drainages, always play a significant role in the conveyance of flood flows. During floods, the water crosses the main section of the river and enters the floodplains. In this case the river crossing becomes a compound cross section. In present research work, by studying meandering compound channels, the effect of changing relative depth of flood currents on the hydraulic flow conditions and the rate of discharge are investigated. For this purpose, six channels with different sinusoidal rates at three relative depths with different flood rates were investigated by FLOW3D software. The results of numerical simulation show that by increasing relative depths from 0.26 to 0.45 (73% increase), the depth averaged velocity in all channels increased by 25% and the rate of discharge passing through the main channel decreased by 33%. Also, the results of this study show that the bed shear stress near the inner arch of the main channel is more than the outer arch and by reducing the relative depth in the compound channel, the amount of bed shear stress and flow velocity decreases. And the amount of shear stress of the inner arch wall of the main channel in all channels is higher than that of the outer arch wall, and by increasing the relative depth the amount of shear stress of the wall is increased.

    Keywords: : meandering compound channel, Relative Depth, Bed Shear Stress, Flow Velocity, Flow3D}
  • روح الله کریمیان، افشین هنربخش*، رضا شمس، علیرضا داودیان، مهدی پژوهش
    بررسی الگوی جریان در رودخانه های پیچانرودی بسیار پیچیده تر از رودخانه های مستقیم است. همچنین اکثر رودخانه ها در مسیر قوس ها به لحاظ تغییرات عرض کانال یکنواخت نیستند. لذا، استفاده از یک مدل عددی قوی برای شبیه سازی الگوی جریان در رودخانه ها ضروری است. در این تحقیق از مدل عددی سه بعدی SSIIM جهت شبیه  الگوی  جریان در بازه پیچانرودی از رودخانه دوآب  واقع در استان چهارمحال و بختیاری استفاده شد. برای این منظور پس انجام اندازه گیری های میدانی و واسنجی مدل، مقادیر سرعت محاسبه شده توسط مدل با مقادیر اندازه گیری شده سرعت در مقطعی از یک قوس نسبتا یکنواخت از رودخانه با استفاده از معیارهای خطای  RMSE  و MAPE مقایسه شد. نتایج بدست آمده نشان داد که مقادیر این دو معیار به ترتیب  برابر 0/081 و 0/075 می باشند. این موضوع نشان می دهد که کارایی مدل خوب می باشد. علاوه بر این خصوصیات مختلف جریان شامل پروفیل های سرعت عمودی و طولی، خطوط سرعت در جهات طولی و عرضی و همچنین توزیع تنش برشی بستر در محل دو قوس همگرا و واگرا مقایسه گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مقادیر سرعت در جهت طولی در مقاطع انتخابی، در قوس همگرا بیشتر از قوس واگرا می باشد. همچنین تراکم خطوط جریان و مقادیر تنش برشی بستر در بازه حدفاصل دو قوس حداکثر می باشند. بنا بر این میتوان کفت که الگوی جریان بخوبی توسط مدل شبیه سازی گردیده است.
    کلید واژگان: رودخانه های پیچانرودی, تنش برشی بستر, رودخانه دوآب صمصامی, خطوط جریان}
    Afshin Honarbakhsh *, Alireza Davoudian, Mehdi Pajoohesh, Reza. Shams, Rohoallah Karimian
    Investigation of the flow pattern in meandering rivers is much more complicated than straight ones. Also, most rivers in the path of bends are not uniform due to channel width variations. Therefore, the use of a robust numerical model for simulating flow pattern in rivers is necessary. In this research, SSIIM three-dimensional numerical model was used to simulate the flow pattern in a meandering reach of ​​the Doab river in Chaharmahal and Bakhtiari province. For this purpose, after doing field measurements and model calibration the velocity values ​​calculated by the model were compared with the measured values in a relatively uniform section of bend by using RMSE and MAPE error criteria. Results obtained showed that the values of these two criteria are 0.081 and 0.075, respectively. This indicates that the model performance is good. Moreover, various flow characteristics including vertical and horizontal velocity profiles, the velocity lines in longitudinal and transverse directions and also the distribution of bed shear stress in location of two converged and diverged the bends are compared. The results of this study indicate that velocity values in longitudinal direction in converged bend is higher than diverged one. the high accuracy of the model in the study of flow pattern in the river bend. Furthermore, the density of the stream lines and the values of bed shear stress at the interval reach of two bends are maximum. As result, it can be said that flow pattern simulated well with the model
    Keywords: bed shear stress, Doab river, stream lines, meandering rivers}
  • حسین صمدی بروجنی، روح الله فتاحی نافچی، داریوش ملکی، پری ملکی *
    رودخانه ها، در طی زمان برای رسیدن به پایداری، شکل های بستر متفاوتی را با رسوب گذاری یا فرسایش در بستر خود ایجاد می کنند. از راه های شناسایی رفتار رودخانه ها، مطالعه و بررسی ساختار جریان و شیوه ی شکل گیری شکل های بستر در آن ها است. در رودخانه های آبرفتی بخشی از تنش برشی مربوط به شکل بستر است. در این پژوهش به بررسی تنش برشی بستر، روی دو نوع شکل بسترشکنج (موازی و پولکی) پرداخته شده است. بدین منظور آزمایش هایی در چهار شیب و چهار دبی روی شکنج های مصنوعی ساخته شده در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهرکرد انجام شد. برای اندازه گیری تنش و سرعت جریان از دستگاه سرعت سنج سه بعدی ADV استفاده شد. نتایج نشان داد میزان تنش در تمام آزمایش ها، روند ثابتی داشته است؛ به گونه ای که روی وجه بالادست شکنج، ماکزیمم مقدار را دارد و با نزدیک شدن به تاج از مقدار آن کاسته می شود و در تاج، کمترین مقدار را دارد. همچنین نتایج نشان داد شکنج های موازی و پولکی به ترتیب 26 و 23 درصد از میزان کل تنش برشی را تشکیل می دهند. میزان تنش برشی بستر، در روی شکنج های موازی، 27 درصد بیشتر از مقدار تنش برشی بستر روی شکنج های پولکی است.
    کلید واژگان: تنش برشی بستر, رودخانه های آبرفتی, شکل بستر, شکنج}
    pari maleki *, hossein samadi boroujeni, Rohollah Fatahi nafchi, Darioush maleki
    Interaction between water flow characteristics and bed erodibility plays an important role in sediment transport process. In order to reach stability, rivers with deposition or bottom erosion make different forms in the bed .The bed forms create extra resistance, which is called the bed resistance. The mutual interaction between the flow and the erodible bed through sediment transport phenomena in a sand-bed channel causes a variety of bed forms. Starting with ripples and gradually increasing in shear stress or water velocity, dunes, washed out dunes, flat bed, anti-dunes, and standing waves are formed. The most common boundary conditions in alluvial rivers are the mobile beds covered with Ripple and Dune. These forms, in many alluvial systems, play a critical role in contrast between the flow, discharge of sediment and morphology of bed. One way to identify the behavior of the rivers is to study the structure and the formation of bed forms within them. Ripples are among the smallest of the bed forms. The longitudinal cross-sections of ripples are usually asymmetrical. The upstream face of ripple is long and has a gentle slope, and the downstream face is short and steep. The height of ripples is usually between 0.5 cm and 2 cm, but not more than 5 cm. The wave lengths normally do not exceed to 30cm, and they are usually within the range of 1 cm to 15 cm. Some ripples that form in deep-water regions are symmetrical. Ripples are the smallest of the bed configurations. They are related to physical parameters near the river bed and have little correlation with the water depth. Their occurrence is the result of the unstable viscous layer near the boundary. They can form in both shallow and deep water. In plan, they either are parallel to each other or have a shape like fish scales. With increasing the flow velocity, the plan form of the ripples gradually develops form straight line to curves and then to a pattern like fish scales, symmetrical or unsymmetrical Resistance is a function of the geometrical dimensions of the bed forms and depth of water. Estimating of the flow resistance is one of the most important matters in planning, designing and operating of water resources projects, including water transfer and river system management. In this research, the effects of two different types of ripples (parallel and flake shape) on the hydraulic characteristics of flow were experimentally studied. The experiments flume located at the hydraulic laboratory of Shahrekord University, Iran. The flume used in this study was a Straight type that had the dimensions of 0.4 m wide and depth and 12 m long. This flume has vertical PVC sidewalls. Generally 48 tests in variety slopes of 0.0005 to 0.003 and variety discharges of 10 to 40 lit/s were conducted. Velocity and the shear stress were measured by using an Acoustic Doppler Velocimeter (ADV). Velocity measurements were performed with a frequency of 200 Hz, which provided accurate statistics on the mean flow and turbulence characteristics. Detailed velocity measurements were performed in 9 cross-sections in the Straight flume. The cross-sections were determined at: before crest, crest and after crest. Generally, in each section velocity was measured in 12 point (5, 20 and 35 cm from flume side and 4 points from bed). For All tests, flow depth was kept constant. In this study generally 48 test were tested under different hydraulic conditions. It was observed that the peak value of the bed shear stress appeared on the midpoint of upstream surface (before crest ripple) and the crest of the ripples had the lowest value of the bed shear stress. From the crest to trough (after crest) of the ripples, the general bed shear stress was in an increasing trend. It was generally found that with increasing Froude number and the bed shear stress increased. Also, in the case of parallel ripple bed form, the shear stress was about 26% more than that of plane bed and in the case of flake ripple bed form the increasing rate was 23%. It indicated that the shear stress was much affected by the parallel shape of ripple bed form compared with the flake shape, as it was 27% more than the flake shape.
    Keywords: Alluvial river , Bed form , Bed shear stress , Ripple}
  • عادل اثنی عشری، علی اکبر اختری *، امیر احمد دهقانی، حسین بنکداری
    تبدیل ها سازه هایی هستند که می توانند با ایجاد تغییر در نوع سطح مقطع کانال ها، هندسه کانال و نوع جریان را عوض کنند. با افزایش ابعاد در راستای مقطع در تبدیل، از سرعت جریان کاسته می شود. این موضوع، ناحیه جدایی جریان و حرکت گردابی آشفته را به وجود آورده و باعث تلفات انرژی می شود. در این مطالعه، الگوی جریان در امتداد تبدیل تدریجی عریض شونده کانال های مستطیلی به ذوزنقه ای برای جریان زیربحرانی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. در کنار مطالعه آزمایشگاهی، شبیه سازی عددی سه بعدی الگوی جریان با استفاده از نرم افزار فلوئنت و مدل تنش رینولدز (RSM) انجام گرفته است. پروفیل های سطح آب و سرعت جریان در مقاطع مختلف تبدیل بصورت آزمایشگاهی اندازه گیری شده و با نتایج عددی مقایسه شده اند که مقایسه این نتایج مطابقت خوبی را بین آنها نشان می دهد. همچنین بازدهی هیدرولیکی تبدیل و ضریب تلفات انرژی در امتداد تبدیل به ازای طولهای مختلف تبدیل و اعداد فرود ورودی مختلف محاسبه شدند. نتایج نشان دادند که با افزایش عدد فرود جریان بالادست، بازدهی تبدیل و ضریب تلفات انرژی به ترتیب کاهش و افزایش می یابند. همچنین با افزایش طول تبدیل عریض شونده، بازدهی تبدیل و ضریب تلفات انرژی به ترتیب دچار افزایش و کاهش می شوند. پس از صحت سنجی مدل عددی، تاثیر عدد فرود بالادست و دبی ورودی بر نواحی چرخشی جریان ایجاد شده در دو طرف تبدیل و تنش برشی بستر در امتداد تبدیل بصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. با افزایش عدد فرود بالادست، طول و عرض ناحیه جدایی جریان ایجاد شده در دو طرف تبدیل افزایش یافت.
    کلید واژگان: تبدیل تدریجی عریض شونده, الگوی جریان, تلفات انرژی, نواحی جدایی جریان, تنش برشی بستر, مدل عددی فلوئنت}
    Adel Asnaashari, Ali Akbar Akhtari *, Amir Ahmad Dehghani, Hossain Bonakdari
    'Transition' is a short hydraulic structure used to change the cross-sectional shape or flow shape. Transitions are commonly used both in the open-channels and natural waterways. The task of a transition is to connect a narrow channel at the upstream to a wider downstream channel or vice-versa. This, creates a disturbance region of turbulent flow causing energy losses. In general, the structure of a transition prevents the formation of wave and other turbulencies. In this case, the energy loss, due to the change in the amount of the momentum, will be minimized.
    Keywords: Expansive Gradual Transition, Flow Pattern, Energy Losses, Flow Separation Zones, Bed Shear Stress}
  • علی اکبر اختری، عادل اثنی عشری، امیر احمد دهقانی، حسین بنکداری
    تبدیل ها به طور معمول در کانال های باز مصنوعی کاربرد دارند. با افزایش ابعاد تبدیل در راستای جریان، از سرعت جریان کاسته می شود. تحت شرایط جریان زیر بحرانی دائمی، کاهش سرعت جریان منجر به افزایش فشار آب شده و همچنین گرادیان فشار معکوس می شود. این موضوع، ناحیه جدایی جریان و حرکت گردابی آشفته را به وجود آورده و باعث تلفات انرژی جریان می شود. مدل های فیزیکی به خاطر پیچیدگی جریان و همچنین تاثیرات ناشی از مقیاس، به تنهایی قادر به ارائه درک روشنی از فیزیک حاکم بر این مساله نمی باشند و لذا لازم است الگوی جریان به صورت عددی در کنار مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی بررسی شود. در این مطالعه، الگوی جریان در امتداد تبدیل تدریجی عریض شونده کانال های مستطیلی به مستطیلی تحت جریان زیربحرانی با استفاده از مدل آشفتگی تنش رینولدز (RSM) ارائه شده در نرم افزار فلوئنت مورد بررسی قرار گرفته است. پروفیل های سطح آب و سرعت جریان حاصل از دو روش در مقاطع مختلف تبدیل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است که مقایسه این نتایج مطابقت خوبی را بین آنها نشان می دهد. پس از صحت سنجی مدل عددی، تاثیر عدد فرود ورودی بر قدرت جریان ثانویه ایجاد شده، بازده هیدرولیکی تبدیل، انرژی جنبشی آشفتگی و تنش برشی بستر در مقاطع مختلف تبدیل شبیه سازی شده و نتایج نشان دادند که با افزایش عدد فرود بالادست، قدرت جریان ثانویه در امتداد تبدیل افزایش یافته و بازده تبدیل کاهش می یابد. بالاترین بازده مربوط به عدد فرود 40/0 بوده و مقدار آن برابر 83/60 درصد می باشد. همچنین، با افزایش عدد فرود، انرژی جنبشی آشفتگی و تنش برشی بستر افزایش یافتند، به طوری که از ورودی تبدیل به سمت انتهای تبدیل، انرژی جنبشی آشفتگی برای تمامی اعداد فرود کاهش یافته و قدرت آشفتگی حدود 71/30% دچار کاهش گردید.
    کلید واژگان: الگوی جریان, تبدیل تدریجی, تنش برشی بستر, عدد فرود ورودی, مدل فلوئنت}
    Aa Akhtari, A. Asnaashari, Aa Dehghani, H. Bonakdari
    Transitions are commonly used structures in both natural and artificial open channels. With increasing the transition dimensions along the flow, the flow decelerates. Under subcritical steady state flow conditions, reducing the flow velocity increases the water pressure and reverses pressure gradient. This phenomenon creates separation zone and turbulent eddy flow, and causes the flow energy losses. Due to the complexity of flow pattern and scale effects, physical models can solely provide a clear understanding of the physical principles governing the flow field, so it is necessary to study flow pattern numerically along with the field and experimental studies. In this study, the flow pattern in a rectangular to rectangular expansive transition, has been simulated under subcritical flow with RSM turbulence model using Fluent software. Water surface and flow velocity profiles obtained by the two methods at different sections of transition were compared with experimental results. The results showed a good agreement between the simulated and experimental data. After validation of the numerical model, the effects of inflow Froude numbers on strength of secondary current, hydraulic efficiency of the transition, turbulent kinetic energy and bed shear stress at different cross sections were simulated. The results showed that with increasing the inflow Froude number, the strength of secondary current along the transition increased, while the hydraulic efficiency decreased. Maximum efficiency (60.83%) occurred in Fr1=0.40. Also, with increasing the Froude number, turbulent kinetic energy and bed shear stress increased, so that, from transition inlet to the outlet, turbulent kinetic energy for total Froude numbers decreased with a 30.71% reduction in turbulent power.
    Keywords: Bed shear stress, Flow pattern, Fluent model, Gradual transition, Inflow Froude number}
  • پرستو پارسامهر*، داود فرسادی زاده، علی حسین زاده دلیر، اکرم عباسپور، محمد جواد نصر اصفهانی
    پرش هیدرولیکی یک جریان متغیر سریع در مجاری روباز است که نقش موثری در استهلاک انرژی جنبشی جریان در پایین دست سازه های آبی ایفا می کند. در تحقیق حاضر خصوصیات پرش هیدرولیکی شامل عمق ثانویه پرش، اتلاف انرژی، ضریب تنش برشی بستر و پروفیل های سرعت در مقاطع مختلف پرش بر روی بستر زبر با اجزای زبر غیرممتد لوزی شکل مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در محدوده اعداد فرود 3/4 تا 4/12 در سه تراکم و چهار آرایش زبری ترکیبی انجام شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد پروفیل های سرعت بر روی بسترهای زبر مشابه و با پروفیل سرعت جت آب بر روی بستر صاف متفاوت می باشند. مقدار ضخامت لایه مرزی بی بعد در بستر زبر برابر 53/0 محاسبه شد که از مقدار ضخامت لایه مرزی در بستر صاف، 16/0، بیشتر است. با افزایش تراکم زبری تنش برشی بستر ناشی از تاثیر متقابل جریان فوق بحرانی بالادست با بستر زبر افزایش یافته در نتیجه باعث افزایش استهلاک انرژی و در نتیجه کاهش عمق ثانویه می شود. در آرایش ترکیب زبری سه تایی با تراکم 67/10 درصد، بیشترین مقدار کاهش عمق ثانویه برابر با 39/29 درصد می باشد که میزان افزایش استهلاک انرژی نسبت به پرش هیدرولیکی بر روی بستر صاف به طور متوسط 94/10 درصد و ضریب تنش برشی در بستر زبر به طور متوسط 45/13 برابر بستر صاف به دست آمد.
    کلید واژگان: استهلاک انرژی, بستر زبر, پرش هیدرولیکی, پروفیل های سرعت, تنش برشی بستر}
    P. Parsamehr *, D. Farsadizadeh, A. Hosseinzadeh Dalir, A. Abbaspour, Mj Nasr Esfahani
    Hydraulic jump is a rapidly varied flow in open channels which performs an effective role in dissipation of the kinetic energy of flow at downstream of water structures. In the present study the characteristics of hydraulic jump, including sequent depth, energy dissipation, bed shear stress and velocity profiles at different sections, on rough bed with discontinuous roughness elements of lozenge shape have been investigated. The experiments were carried out for a range of Froude number values from 4.3 to 12.4 in three roughness densities and four combined arrangements of roughness elements. The results of this study showed that the velocity profiles on rough beds were similar but somehow different from those of wall jet on smooth bed. The dimensionless boundary layer thickness was 0.53 on rough bed that was more than corresponding value on smooth bed with the amount of 0.16. As the roughness density increased the bed shear stress produced by the interaction of upstream supercritical flow with the roughness elements enhanced so the energy loss increased and as a result the sequent depth decreased. In the arrangement of ternary combination of roughness elements with density of 10.67 % the maximum reduction value of the sequent depth was about 29.39%, the increase of the energy dissipation relative to hydraulic jump on smooth bed was10.94% and the bed shear stress coefficient on rough bed was about 13.54 times as much as its corresponding value on smooth bed.
    Keywords: Bed shear stress, Energy dissipation, Hydraulic jump, Rough bed, Velocity profiles}
  • محمد واقفی، مسعود قدسیان، مریم اکبری
    در این تحقیق، در قوس 90 درجه ملایم توام با استقرار آب شکن سرسپری در حالت بستر صلب، تاثیر قدرت جریان ثانویه و چرخش بر تغییرات تنش برشی بستر برای موقعیت های مختلف نصب آب شکن با هم مقایسه شده است. در انجام این آزمایشات برای اندازه گیری سرعت از دستگاه سرعت سنج سه بعدی ADV استفاده شده است. مقایسه بین بردارهای سرعت و تغییرات خطوط جریان در طول قوس انجام شده و مقادیر قدرت جریان ثانویه و چرخش برای موقعیت های مختلف استقرار آب شکن محاسبه و تاثیر آن بر تغییرات تنش برشی بستر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج بیانگر این است که در موقعیت های مختلف نصب آب شکن، در فاصله حدود 6/0 طول آب شکن و در بالادست، بیشترین مقدار قدرت جریان ثانویه ایجاد می گردد. محل وقوع بیشینه چرخش نیز بر محل وقوع بیشینه قدرت جریان ثانویه در جلو بال آب شکن منطبق می باشد. با توجه به نتایج ارائه شده پیش بینی می شود که مکان وقوع آبشستگی بیشینه نیز نزدیک به مکان وقوع بیشینه پارامترهای قدرت جریان ثانویه و چرخش باشد. همچنین مسیر حرکت رسوبات نیز بر مکان هندسی نقاطی که تنش برشی بیشتری دارند، منطبق می باشد.
    کلید واژگان: قدرت جریان ثانویه, تنش برشی بستر, آب شکن سرسپری, سرعت سنج سه بعدی}
    M. Vaghefi, M. Ghodsian, M. Akbari
    In this study, the effect of the secondary flow strength and vorticity on variations of bed shear stress for different positions of spur dike are compared through a mild 90˚ bend along with a T-shaped spur dike in a rigid bed. To carry out these experiments, three dimensional velocimeters (ADV) have been used for measuring velocity. Moreover, a comparison has been made between velocity vectors and variations of streamlines along the bend; the secondary flow strength and vorticity values are estimated for various positions of spur dike, and their effects on bed shear stress variations have been analyzed. It is concluded that the maximum secondary flow strength is evident in a distance of 0.6 of spur dike’s length at upstream under all these different positions of spur dike. Also the maximum vorticity position corresponds to the position of the maximum secondary flow strength, in front of spur dike’s wing. According to these results, it is predicted that the maximum scour occurs near the position of maximum secondary flow strength and maximum vorticity. Besides, the path of sediments motion coincides with the maximum shear stress points locus.
    Keywords: Secondary flow strength, Bed shear stress, T, shaped spur dike, 3, D velocimeter}
  • حسین صمدی بروجنی، پری ملکی، محمد جواد کتابداری، داریوش ملکی
    اثر متقابل بین جریان آب و بستر فرسایش پذیر که همراه با انتقال رسوب می باشد، باعث ایجاد شکل های بستر می شود. ریپل ها کوچک ترین شکل بستر هستند. در این تحقیق به بررسی تنش برشی بستر، بر روی شکل بستر ریپل پرداخته شده است. بدین منظور آزمایش هایی در 4 شیب (0005/0تا 003/0) و با دبی های (10تا 40 لیتر بر ثانیه) بر روی ریپل های مصنوعی ساخته شده در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهرکرد انجام شد، برای اندازه گیری تنش برشی از دستگاه سرعت سنج سه بعدی ADV استفاده شد. نتایج برای ریپل های ساخته شده در این تحقیق نشان داد که میزان تنش برشی بستر در روی تاج ریپل ها حداقل مقدار خود و در روی نقطه میانی وجه بالادست ریپل حداکثر مقدار خود را دارد به طوری که با حرکت از تاج ریپل به سمت وجه بالادست آن روند افزایشی دارد. همچنین نتایج نشان داد که میزان تنش برشی ناشی از شکل بستر 26 درصد از کل تنش برشی را شامل می شود.
    کلید واژگان: شکل بستر, ریپل, رودخانه های آبرفتی, تنش برشی بستر}
    Hosein Samadi, Boroujeni, Pari Maleki, Mohammad Javad Ketabdari, Daruosh Maleki
    Interaction between water flow and bed erodibility, which is associated with sediment transport and creat bed forms. Ripples are the smallest of the bed forms. Experiments were performed with variety slopes of 0.0005 to 0.003 and discharges of 10 to 40 L/S, on the artificial ripple in the hydraulic Laboratory of Shahrekord University.Velocity measurements were collected using an Acoustic Doppler Velocimeter. It was observed the peak value of bed shear stress was appear on the midpoint of upstream surface and the lowest value appear on the crest. From the crest to trough, the general bed shear stress was in a trend of increasing. It was also observed that in the case of ripples bed forms were consist of about 26% of total bed shear stress.
    Keywords: Bed form, Ripple, Alluvial river, Bed shear stress}
  • سجاد ویسی، محمد امید، علی وطن خواه
    هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر ایجاد موج های سطحی در جریان یکنواخت بر دبی بار بستر رسوبات تجمع یافته در بستر کانال با مقطع اولیه صلب مستطیلی است. پژوهش ها در یک فلوم آزمایشگاهی مستطیلی به طول 10، عرض 0/2 و ارتفاع 0/3 متر انجام شد. آزمایش های این پژوهش برای دو نوع ماسه با قطر متوسط 0/34 و 0/48 میلی متر و چگالی 2/67، پنج تنش برشی متفاوت جریان یکنواخت (آستانه حرکت و مضارب 1/16، 1/25، 1/39، 1/43 برابر آن برای دانه بندی اول، و آستانه حرکت و مضرب ها 1/15، 1/25، 1/33، 1/41 برابر آن برای دانه بندی دوم)، دو ارتفاع موج (1 و 1/6 سانتی متر) و چهار سرعت موج مختلف انجام شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که به طور کلی ایجاد موج ها سبب افزایش دبی رسوب بستر خواهد شد. به ازای سایر پارامتر های آزمایشگاهی ثابت، افزایش هر کدام از پارامترهای عدد استروهال (سرعت نسبی بی بعد)، ارتفاع نسبی موج و تنش برشی جریان یکنواخت، موجب افزایش مقدار دبی رسوب بار بستر خواهد شد. نتایج همچنان نشان داد که در محدوده آزمایش های انجام شده در این پژوهش، ایجاد موج ها در جریان می تواند دبی رسوب بستر را در کانال صلب مستطیلی تا حدود 280% افزایش دهد.
    کلید واژگان: جریان یکنواخت, تنش برشی بستر, کانال صلب مستطیلی, بار بستر, موج}
    The goal of this paper is, study the effects of creating the surface waves in a uniform flow on bed load transport rate of deposited sediment in a Primal rigid rectangular channel. Experiments were carried out in a rectangular flume of 10m length, 0.2m width and 0.3m height, for two gradations of sediments with median diameters of 0.34 and 0.48 mm and specific weight of 2.67, and for five bed shear stresses (initiation of motion and multiplies of 1.16,1.25,1.39 and 1.43 of it for median diameter of 0.34 mm and initiation of motion and multiplies of 1.15,1.25,1.33 and 1.41 of it for median diameter of 0.48 mm) and two wave heights (1 and 1.6 cm) with four wave speeds. The results showed that creating surface waves increases the bed load transport rate. Furthermore, the bed load transport rate increases with Strouhal number, dimensionless wave height and bed shear stress. It can be concluded that creating artificial waves can increase the bed load transport rate in a rigid rectangular channel up to 280% compared to the no wave conditions.
    Keywords: Bed load transport rate, Uniform flow, Rigid rectangular channel, Wave, Bed shear stress}
  • حجت الله یونسی، محمدحسین امید، سیدعلی ایوب زاده
    در این تحقیق، اثرات زبری سیلابدشت بر هیدرولیک جریان در مقاطع مرکب با سیلابدشت واگرا مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایشات درسه عمق نسبی، سه زاویه واگرایی سیلابدشت و سه زبری سطح سیلابدشت انجام شده است. مقادیرسرعت جریان در کانال اصلی و سیلابدشت در طول منطقه واگرایی (ابتدا، وسط و انتهای محدوده واگرایی)، توسط ADV و میکرومولینه برداشت شده است. با استفاده از داده های بدست آمده، مقادیر تنش برشی، متوسط عمقی سرعت جریان، ضرایب زبری مکانی و منطقه ای، مقادیر آشفتگی و نحوه تقسیم دبی بین کانال اصلی و سیلابدشت ها محاسبه گردید. نتایج نشان می-دهد که در مقطع غیرمنشوری با افزایش زبری سیلابدشت، نسبت سرعت متوسط جریان در سیلابدشت ها به کانال اصلی در حدود 31درصد کاسته می شود و درحدود 25 درصد به مقدار آشفتگی جریان اضافه می گردد. همچنین با افزایش این عامل، تنش برشی بستر در محل اتصال کانال اصلی به سیلابدشت و در وسط واگرایی از 26 درصد به 48 درصد افزایش می یابد. با افزایش عمق نسبی از 0/15 به 0/35 مقادیر عددی پارامترهای مذکور بطور چشمگیری کاهش می یابد.
    کلید واژگان: تنش برشی بستر, نسبت زبری, کانال مرکب غیر منشوری, زاویه واگرایی}
    This paper investigates the effects of roughness on flood plain on hydraulic overbank flow in a compound channels with non-prismatic floodplains. Experiments are done using three divergence angles and three-roughness size on the floodplain. The velocity was measured using a three dimensional acoustic Doppler velocimeter and directional current meter in a lattice along the divergence channel in three portions of the flume (entrance, middle and end of the divergence) with different depth ratio. Using the experimental data, the values of the shear stress, depth–averaged velocity, local and zonal roughness coefficients, turbulence parameters and divided discharge between main channel and floodplain were evaluated. The results show that: With increasing the floodplains roughness, in non-prismatic section, the ratio of the velocity at floodplain on main channel decreased about 31% and turbulence flow increased about 25%. Also under these conditions, the shear stress at interface zone was increased from 26% to 48. As well as with increasing depth ratio, the above mentioned values are markedly reduced.
    Keywords: Angle of divergence, Non, prismatic compound channel, Roughness ratio, Bed shear stress}
  • بررسی آزمایشگاهی اثر زبری کف بر تنش برشی و قدرت گردابه در قوس 90 درجه تند کانال مستطیلی
    سوزه پور، عزیز، شفاعی بجستان، محمود، شیخ رضازاده نیکو، ندا
    الگوی جریان در قوس ها به دلیل تغییر شرایط هیدرولیکی سبب فرایند فرسایش و رسوب گذاری می شود. در این مطالعه آزمایش هایی در قوس 90 درجه تند یک کانال مستطیلی با نسبت R/B=2 با عمق ثابت 17 سانتی متر در سه دبی 15، 25 و 35 لیتر در ثانیه با اعداد فرود 17 /0، 28 /0 و 4 /0 انجام شد. در هر حالت، کف فلوم توسط ذراتی با دانه بندی یکنواخت، با سه زبری mm5 /0، mm2 و mm5 زبر شد. نتایج نشان می دهد با افزایش زبری، تنش برشی کف افزایش یافته و موقعیت تنش برشی حداکثر در تمامی حالت ها از 10 تا 65 درجه، نزدیک دیوار داخلی و از 90 درجه به بعد نزدیک دیوار خارجی است. همچنین، تغییرات قدرت گردابه در طول کانال دارای یک حداکثر مطلق و یک حداکثر نسبی در موقعیت 50 درجه و 80 درجه است که افزایش زبری باعث می شود حداکثر مطلق در راس قوس (50 درجه) تشکیل شود. علاوه بر آن، نتایج نشان داد که شرایط هیدرولیکی بستر از نظر صاف و یا زبر بودن عامل موثر بر قدرت گردابه است. براساس تغییرات تنش برشی کف و قدرت گردابه، مقطع 80-90 درجه قوس نزدیک دیوار خارجی، به عنوان منطقه فرسایش پذیر تعیین شد.
    کلید واژگان: قدرت گردابه, قوس 90 درجه, زبری بستر, تنش برشی بستر, مدل آزمایشگاهی}
    Experimental Investigation of the Effects of Height of Bed Roughness on Shear stress and the Strength of Vortex in a 90 Degree Sharp Rectangular Bend
    Flow pattern in bends due to changing of hydraulic conditions causes scour and sedimentation. In this study، experiments were done in a 90 degree sharp rectangular bend with R/B=2 and constant flow depth 17 cm at three different flow discharges of 15، 25 and 35 lit/s having Froude numbers of 0. 17، 0. 28 and 0. 40، respectively، and in each Froude number، flume bed was covered by particles with uniform sizes، with three roughness height of 0. 5mm، 2mm and 5mm. Results indicate that with increasing roughness، shear stress increases and maximum shear stress in all of the conditions is located at 10-65 degree close to inner bank and from a location of 90 degrees is close to outer bank. Also، changes of strength of vortex along the channel has an absolute maximum and a relative maximum in the location of 50 and 80 degrees، respectively، which increasing the roughness cause the absolute maximum occur in head of bend (50 degree) and moreover hydraulic conditions of the bed (smooth or rough) are effective on the strength of the vortex. On the basis of changing of shear stress and the strength of the vortex، the location of 80-90 degree of bend in outer wall is diagnosed as erodible region.
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