این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی عمران مدرس، جلد ۱۹، شماره ۵، صفحات ۰-۰
عنوان فارسی سرعت جریان در کانال مرکب پیچان تحت تأثیر ضریب خمیدگی
چکیده فارسی مقاله رودخانه­های طبیعی برای تنظیم شیب خط انرژی، به­ندرت در مسیری مستقیم جریان دارند و معمولاً دارای مسیری انحنادار هستند که به آن­ها پیچان­رود گفته می­شود. پس از پیدایش رودخانه­های پیچان، با گذشت زمان و حرکت جانبی پیچ­ها، میزان پیشروی قوس برونی افزایش یافته و مقدار ضریب خمیدگی یا سینوسی در پلان زیاد می شود. درکانال­های پیچان، میزان انحنا با عدد بی بعدی به نام ضریب خمیدگی تعریف می­شود که نسبت طول مسیر انحنادارکانال اصلی به طول مستقیم سیلاب دشت می­باشد. با افزایش مقدار ضریب خمیدگی، شیب، سرعت جریان و ظرفیت انتقال دبی رودخانه کاهش می یابد. در نتیجه خطر سیلابی شدن به طور قابل توجهی افزایش یافته و در هنگام بروز سیلاب، سطح آب از مقطع اصلی رودخانه فراتر رفته و وارد دشت های سیلابی آن می شود. در این حالت با توجه به اندرکنش بین جریان با سرعت بالا در کانال اصلی و جریان کندتر در سیلاب­دشت­ها و تبادل اندازه حرکت بین این دو ناحیه، مشخصات جریان دائماً در حال تغییر می­کند. در این تحقیق، مشخصات هیدرولیکی جریان شامل توزیع عرضی سرعت متوسط عمقی، پروفیل سطح آب، توزیع سرعت در طول، نسبت سرعت عرضی به طولی در محور مرکزی کانال اصلی، میزان سرعت متوسط و دبی عبوری از کانال اصلی، بردارهای سرعت در مقاطع مختلف عرضی و توزیع برآیند سرعت در سطوح مختلف افقی با توجه به تغییر ضریب خمیدگی برای شش نوع کانال با مقادیر سینوسی مختلف به صورت عددی مورد بررسی قرارگرفته است. برای بررسی اثر ضریب خمیدگی کانال مرکب پیچان روی مشخصات هیدرولیکی جریان، از نرم­افزار FLOW3D استفاده شده است و مدل آشفتگی این نرم­افزار نیز طوری انتخاب گردیدکه انطباق بهتری با داده های آزمایشگاهی داشته باشد. برای این منظور، از دو مدل آشفتگی پرکاربرد RNG و k-ε استفاده شد و عملکرد این دو مدل در شبیه­سازی مشخصه هیدرولیکی جریان مورد بررسی قرار گرفت و مشخص گردید که مدل آشفتگی RNG دارای دقت بیشتری می­باشد. در ادامه، این مدل به عنوان مدل آشفتگی نهایی برای شبیه سازی عددی معرفی گردید. در نهایت با بررسی کانال مرکب پیچان تحت تأثیر ضریب خمیدگی مختلف مشخص شد که با افزایش ضریب خمیدگی کانال از مقدار 1 به 1.641، مقدار سرعت متوسط مقطع کانال اصلی به طور میانگین 54% و میزان دبی عبوری از کانال اصلی به طور متوسط 38% کاهش می یابد. با افزایش ضریب خمیدگی، مقدار حداکثر سرعت متوسط عمقی از 0.55 به 0.38 متر برثانیه کاهش و مقدار حداکثر ارتفاع سطح آب از 0.305 به 0.332 متر در قوس بیرونی مقطع CS1 افزایش می یابد. افزایش مقدار ضریب خمیدگی باعث می شود نسبت سرعت عرضی به سرعت طولی در محور مرکزی کانال اصلی افزایش یافته به­طوری­که مقدار آن در بحرانی­ترین حالت از صفر به 0.4 می رسد.  با افزایش ضریب خمیدگی، مقدار سرعت طولی حداکثر به سمت سیلاب­دشت سمت راست (خم داخلی) حرکت کرده و از مقدار آن کاسته می شود. به طوری­که با افزایش ضریب خمیدگی از 1 به 1.641، مقدار حداکثر سرعت طولی از 0.55 به 0.42 متر برثانیه کاهش یافته و موقعیت آن از مرکز کانال اصلی به سمت خم داخلی در بالای عمق لبریز کانال اصلی حرکت می­کند.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله کانال مرکب،پیچان‌رود،ضریب خمیدگی،سرعت متوسط عمقی،FLOW3D
عنوان انگلیسی Flow Velocity in Meandering Compound Channel under the Influence of Sinusoidal Change
چکیده انگلیسی مقاله Natural rivers are rarely in direct flow because of regulating the energy grade-line, and usually have a curved path to which it is referred to as "meandering channels". After the appearance of meandering rivers, with the passage of time and the lateral movement of the meanders, the external bending progression and the sinusoidal or curvature is increased. In the meandering channels, the curvature of the meandering sections with a dimensionless number can be defined as the sinusoidal which is the ratio of meander length of the main channel to the floodplain length. By increasing sinusoidal slope number, flow velocity and river discharge capacity decrease. As a result, the risk of flood has increased significantly and during floods the water level exceeds to the main river boundary and enters to the floodplains. In this case, due to the interaction between higher velocities in the main channel and the slower velocities in the floodplains and the exchange of the momentum between these two regions, the flow profile is constantly changing. In this research, the hydraulic characteristics of the flow including the depth-averaged velocity, the free surface water profile, longitudinal velocity distributions, ratios of transverse to longitudinal velocities in the central axis of the main channel and the mean velocity and flow rate of the main channel along the meandering compound channel have been investigated numerically, regarding the change in the sinusoidal ratio for Six types of channels with different sinusoidal ratios. In order to investigate the effect of the sinusoidal ratio in meandering compound channel on the hydraulic characteristics of the flow, the FLOW3D software is used, the software was also chosen so that the turbulence model with experimental data have better compliance. For this purpose, two RNG and k-ε turbulence models were used and the performance of these two models was investigated in simulating the important hydraulic characteristics of the flow, such as the flow velocity, and it was determined that the RNG turbulence model has a better accuracy than the k- ε turbulence model. In the following, this model was introduced as the final turbulence model for numerical simulation. Numerical simulation results show that by increasing the sinusoidal ratio of channel from 1 to 1.641, the mean velocity of the main channel section is decreased by 54% on average and the flow rate of the main channel decreases by the average of 38%. Also, by increasing the sinusoidal ratio, the maximum depth-averaged velocity decreases from 0.55 m/s to 0.38 m/s, and the maximum free surface height of the water rises from 0.305 m to 0.332 m in the outer bend of the CS1 cross section. Increasing the sinusoidal ratio causes the ratio of the transverse velocity to be increased longitudinally in the central axis of the main channel, so that its value in the most critical state reaches from zero to 0.4. As the sinusoidal ratio increases, the maximum length velocity moves towards the right side flood plain (internal bend) and decreases its value so that by increasing the sinusoidal ratio from 1 to 1.641, the maximum longitudinal velocity 0.55 m/s to 0.42 m/s and its position moves from the center of the main channel to the inner bend over the depth of the main channel overflow.  
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله محمد نقوی | mohammad naghavi
Ph.D. Candidate in Water & Hydraulic Structures, Department of Civil Engineering, Faculty of Eng., Urmia University
دانشجوی دکتری مهندسی عمران- آب و سازه های هیدرولیکی، دانشکده فنی، دانشگاه ارومیه

میرعلی محمدی | mir ali mohammadi
Associate Professor in Water & Hydraulic Structures, Department of Civil Engineering, Faculty of Eng.
دانشیار مهندسی عمران- هیدرولیک و مکانیک مهندسی رودخانه، دانشکده فنی، دانشگاه ارومیه.

قربان مهتابی | Ghorban Mahtabi
Assistant Professor in Water Engineering, Department of Water Engineering, Faculty of Agric., University of Zanjan, Zanjan, Iran.
استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان.

نشانی اینترنتی http://journals.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-42206-2&slc_lang=fa&sid=16
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1242/article-1242-2174773.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی اصیل (کامل)
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات