جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "سرعت بحرانی" در نشریات گروه "آب و خاک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «سرعت بحرانی» در نشریات گروه «کشاورزی»جستجوی سرعت بحرانی در مقالات مجلات علمی
-
در این تحقیق به منظور درک مکانیسم الگوی جریان در کانال ها دارای پوشش گیاهی، به بررسی عددی جریان در یک کانال مستطیلی با نرم افزار OpenFOAM پرداخته شد. ابتدا از دو حلگر این نرم افزار (icoFoam و pimpleFoam) برای محاسبه پروفیل های سرعت در هر دو جهت طولی و عرضی برای چهار مقطع منتخب در کانال مستطیلی با یک استوانه مربعی شکل استفاده شد. از مقایسه نتایج شبیه سازی با داده های موجود، حلگر icoFoam با عملکرد بهتر (خطای شش درصد) برای مدل توسعه یافته بعدی انتخاب گشت. سپس مدل جدید با دو استوانه مربعی شکل دوپشته با نسبت فاصله دو و نیم و پنج ایجاد گردید. الگوهای جریان، توزیع سرعت و ویژگی های فشار در کانال با سرعت های جریان ورودی متفاوت برای این دو مورد بررسی شدند. مشاهده شد که یک اختلال در میدان جریان در تمام شبیه سازی ها رخ داده و جریان از حالت دایمی به حالت غیردایمی، در یک سرعت بحرانی، تغییر کرد. این حالت ناپایداری در فاصله بین استوانه ها برای نسبت فاصله پنج در عدد رینولدز متوسط هشت روی داد، در حالی که برای نسبت فاصله دو و نیم در عدد رینولدز متوسط 32 دیده شد. حداکثر مقادیر جداول زمانی سرعت های طولی و عرضی در دوره 200 ثانیه ای برای چهار حالت (شامل دو عدد رینولدز و دو نسبت فاصله مختلف) در دو محدوده مکانی ترسیم و به طور کامل بررسی شد. با توجه به نتایج می توان گفت که همپوشانی نقش مهمی بر ویژگی های -جریان در آرایش های دوپشته دارد و با افزایش 55 درصدی نسبت فاصله بین استوانه ها، مقدار سرعت بحرانی 74 درصد کاهش می یابد.کلید واژگان: پوشش گیاهی صلب دوپشته, سرعت بحرانی, کانال مستقیم, مدل سازی عددی, نسبت فاصله, OpenFOAMIn order to understand the mechanism of flow patterns in vegetated channels, the flow located in a rectangular channel was numerically investigated by using OpenFOAM software. Firstly, two solvers of that software (i.e. icoFoam and pimpleFoam) were used to calculate the velocity profiles in both longitudinal and cross-sectional directions for four selected sections in a rectangular channel with a square cylinder. By comparing the simulation results with the available data, the icoFoam solver with a better performance (six Percent Error) was selected for the next developed model. A new model was then created with two tandem square cylinders with spacing ratios of two and a half and five. Flow patterns, velocity distribution and pressure characteristics in the channel with different inlet flow velocities were investigated for two cases. It was observed that a flow field disturbance occurred in all simulations and the current changed from steady state to unsteady one at a critical velocity. This instability occurred in a distance between the cylinders for the spacing ratio of five at an average Reynolds number of eight, while for the ratio of two and a half it is occurred at an average Reynolds number of 32. The maximum values of longitudinal and transverse velocity timelines in a period of 200 seconds for four states (including two Reynolds numbers and two different spacing ratios) were plotted in two spatial ranges and fully investigated. According to the results, it can be said that the overlap has an important role on the flow characteristics in tandem arrangements and by increasing the distance ratio between the cylinders by 55 percent, the critical velocity value decreases by 74 percent.Keywords: critical velocity, numerical modelling, OpenFOAM, Spacing Ratio, Straight Channel, Tandem Rigid Vegetation
-
انتقال ذرات جامد در جریان سیال، یک پدیده رایج در طبیعت بوده و نمونه معمول آن در علم هیدرولیک انتقال رسوب در رودخانه ها می باشد. در یک کانال با بستری متشکل از مواد رسوبی، در جریان های با دبی ناچیز ذرات بستر هیچ گونه حرکتی نداشته و در محل خود ثابت باقی می مانند. با افزایش دبی، ذرات بستر شروع به حرکت کرده که این لحظه آستانه حرکت ذرات رسوب نامیده می شود. در این پژوهش با استفاده از یک مدل عددی بر اساس نرم افزار OpenFOAM، به شبیه سازی دوبعدی آستانه حرکت گروهی ذرات رسوب در جریان آشفته پرداخته شده است. رویکرد اتخاذ شده در شبیه سازی به صورت اویلری- لاگرانژی بوده که در آن فاز پیوسته به صورت اویلری و با روش حجم محدود و ذرات رسوب به صورت لاگرانژی و با روش ردیابی ذرات شبیه سازی می شوند. در مدل حاضر اثر سیال بر ذره، ذره بر سیال و همچنین نیروهایی که ذرات رسوب به یکدیگر وارد می کنند، در نظر گرفته شده است. برای لحاظ نمودن اثر برخورد ذرات رسوب به یکدیگر، از رویکرد تماس نرم و مدل برخورد فنر دمپر اصطکاک استفاده گردید. نتایج حاصل از مدل عددی در قالب روش سرعت بحرانی با محققین دیگر مورد مقایسه قرار گرفته و یک رابطه برای معیار آستانه حرکت ذرات پیشنهاد شده است. همچنین آستانه ی حرکت ذرات رسوب با معیارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد مدل حاضر به خوبی توانسته پدیده ی مذکور را با دقت مناسبی شبیه سازی کند.کلید واژگان: آستانه حرکت, سرعت بحرانی, اویلری - لاگرانژی, تنش برشی, OpenFOAMSolid particles transport in fluid flow is a common phenomenon in nature, and its typical example in hydraulic science is sediment transport in rivers. In a channel with a bed of sedimentary materials, there are no moving particles in the streams with a low discharge and remain steady in their place. As the particle velocity increases, the bed particles begin to move, which is called the threshold of motion of the sediment particles. In this study, using a numerical model based on OpenFOAM software, a two-dimensional simulation of the threshold of group motion of sediment particles in turbulent flow has been investigated. The approach used in the simulation is Eulerian-Lagrangian, in which the continuous phase is emulated in a continuous manner in the form of an Eulerian with finite volume method and sediment particles are simulated in a Lagrangian and particle tracing method. In the current model, the effect of fluid on the particle, the particle on the fluid, and the forces that the particles of the sediment enter to each other are considered. In order to consider the effect of sediment particles inner interacting, a soft contact approach and a friction damper spring impact model were used. The results of the numerical model have been compared with other researchers in the form of critical velocity method and a relation has been proposed for the particle motion threshold criterion. Also, Incipient motion of sediment particles with different criteria has been studied. The results show that the present model can simulate the phenomenon well with proper accuracy.Keywords: Incipient motion, critical velocity, Eulerian-Lagrangian, shear stress, OpenFOAM
-
مجاری باز جدار صلب در انتقال آب سامانه های زهکش سطحی، فاضلاب و سایر موارد کاربردهای زیادی دارند. به منظور طراحی بهینه و اقتصادی مقطع آنها، بررسی حرکت دانه های رسوبی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق از داده های آزمایشگاهی آستانه نهشته شدن و آستانه حرکت رسوبات در مجاری باز صلب استفاده شده است. با به کارگیری روش سرعت بحرانی، روابط جدیدی برای آستانه نهشته شدن در کانال های با مقاطع دایره ای، مستطیلی وU شکل و همچنین رابطه جدیدی برای آستانه حرکت رسوبات در کانال با کف V شکل ارائه گردید. این روابط با روابط موجود برای آستانه حرکت رسوبات در مجاری باز صلب و متحرک مقایسه شده است. این تحقیق تفاوت بین دو پدیده آستانه نهشته شدن و آستانه حرکت ذرات رسوبی در کانال ها را مشخص می کند. در اینجا، تاثیر شکل مقطع کانال بر آستانه نهشته شدن و آستانه حرکت رسوبات در کانال های صلب نیز بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که در شرایط یکسان، روابط آستانه نهشته شدن در بین سه نوع مجرای باز صلب با شکل مقطع های مستطیلی، دایره ای وU شکل، کانال مستطیلی به کمترین سرعت بحرانی و کانال U شکل به بیشترین سرعت بحرانی نیاز دارند. این نتیجه تاثیر شکل مقطع کانال را برای آستانه نهشته شدن رسوبات در این نوع مقاطع کانال ها بیان می کند. به دلیل کمبود داده های در دسترس، نتایج این تحقیق به منظور توسعه مدل های عددی در مجاری باز صلب می تواند مفید باشد.
کلید واژگان: آستانه حرکت, آستانه نهشته شدن, دانه رسوبی, سرعت بحرانی, شکل مقطع کانال, مجاری باز صلبRigid boundary channels are widely used as water conveyors in surface drainage، sewers and other systems. In order to do optimum and economic design، consideration of the movement of sediment particles is quite important. In this research، experimental data of incipient deposition and incipient motion of sediment particles are used. Applying critical velocity approach، new equations for incipient deposition of sediment particles in rigid boundary channels having circular، rectangular and U-shaped cross sections and also a new incipient motion equation for a V-shaped cross section are presented. These equations are compared with available equations given by critical velocity approach for incipient motion of sediment particles in rigid and loose boundary channels. The present research reveals the difference between incipient deposition and incipient motion، indeed. Herein، the effect of cross sectional shape on incipient deposition and incipient motion of sediment particles in rigid boundary channels are also considered. Analysis of the results using the estabilished equations for incipient deposition of the sediment particles in channels with different cross section shapes shows that rectangular channels require a lower critical velocity and U-shaped channels need a higher amount. This result clearly states the effect of cross sectional shape on incipient deposition for sediment particles in rigid boundary channels. Because of the lack of available data، the present analysis can be usefull for developing numerical models in rigid boundary channels.Keywords: Critical velocity, Cross sectional shape, Incipient deposition, Incipient motion, Rigid boundary, Sediment particle -
روش های مختلفی برای جلوگیری و یا کاهش آبشستگی اطراف پایه پل ارائه شده است. استفاده از طوق از جمله روش هایی است که مورد توجه محققین قرار می گیرد. در این تحقیق با به کارگیری طوق مستطیلی در پایه استوانه ای، مشاهده شد طوق، سرعت آبشستگی و عمق حفره آبشستگی اطراف پایه پل را کاهش می دهد. ابعاد طوق نقش زیادی در کاهش آبشستگی اطراف پایه پل دارد. در تحقیق حاضر طول طوق در بالادست و پایین دست مدل پایه پل و هم چنین عرض طوق مورد بررسی قرار گرفت. مقادیر مناسب طول طوق مستطیلی در بالادست و پایین دست که نسبت به بدنه مدل پایه پل اندازه گیری می شدند، به ترتیب 92/0 و 42/1 برابر قطر پایه تعیین شدند. ضمن اینکه عرض مناسب طوق نیز 3 برابر قطر پایه پل برآورد گردید. لازم به ذکر است با ابعاد فوق پس از 62 ساعت، آبشستگی ناچیزی در اطراف مدل پایه پل مشاهده گردید.
کلید واژگان: آب زلال, آبشستگی, پایه پل, سرعت بحرانی, طوق مستطیلیDifferent methods have been proposed to prevent or reduce scouring around bridge piers. Making use of collars as countermeasures has recently been noticed by researchers. Collar dimensions have great impact on reducing local scour around bridge piers. This study showed that rectangular collars around circular piers reduced both intensity of scouring and depth of scour hole. In this study the effects of collar length in up and down-stream of the pier model and also on its width were investigated. The dimensionless length of rectangular collar in upstream (Lu/D) and downstream (Ld/D) found to be 0.92 and 1.42, respectively, and the width of collar was estimated 3 times greater than the pier diameter. It is noteworthy to mention that with these dimensions scouring process was rarely observed around the pier model after elapsing 62 hours.
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.