این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
پژوهش های حفاظت آب و خاک، جلد ۲۵، شماره ۲، صفحات ۲۰۳-۲۱۸
عنوان فارسی بررسی آزمایشگاهی تاثیر شکل کلاسترهای مختلف بر ضریب مقاومت جریان
چکیده فارسی مقاله چکیده سابقه و هدف: بررسی ضریب مقاومت در جریان‌ها به ویژه در جریان‌های آزاد، کانال‌ها و رودخانه‌ها از اهمیت زیادی برخوردار است. یکی از عوامل تاثیر گذار بر مقاومت جریان شکل بستر در آبراهه‌ها می‌باشد. ریزساختار‌های کلاستری از جمله شکل‌های بستر در رودخانه‌های مناطق کوهستانی می‌باشند که از نظر بیولوژیک و همچنین هیدرولیک ریزجریان‌ها (جریان‌های ثانویه) حائز اهمیت هستند. مطالعه در زمینه شناخت و تاثیرات کلاستر‌ها در سرتاسر دنیا بسیار نوپا بوده است. هدف پژوهش حاضر بررسی آزمایشگاهی تاثیر شکل کلاستر و اندازه ذرات سازنده کلاسترها بر ضریب زبری جریان می‌باشد. مواد و روشها: برای بررسی تاثیر شکل و اندازه ذرات تشکیل دهنده کلاسترها، آزمایشهایی در یک کانال آزمایشگاهی به طول 20 متر، عرض6/0 متر و ارتفاع 6/0 متر انجام گرفت. با استفاده از ذرات سنگریزه با سه اندازه متفاوت 5/9، 5/12، 5/15 میلی‌متری درفلوم آزمایشگاهی، کلاسترهای با شکل‌های کپه‌ای، خطی و حلقه‌ای ساخته و مورد بررسی قرار گرفتند. دو ضریب زبری دارسی ویسباخ و مانینگ با استفاده از اندازه گیری شیب سطح آب محاسبه گردیدند. یافته‌ها: نتایج پژوهش حاضر نشان داد که کلاسترهای خطی شکل دارای کمترین تاثیر بر میزان ضریب مقاومت جریان هستند. کلاسترهای حلقه‌ای و کپه‌ای دارای ضریب زبری بیشتری نسبت به کلاستر خطی هستند لیکن هر دو تقریبا دارای تاثیر یکسانی بر مقاومت جریان هستند. نتایج این دو شکل از کلاستر، برای ذرات 5/9 و 5/12 میلی‌متری بسیار نزدیک به هم بوده ولی برای ذرات 5/15 میلی‌متری ضریب زبری کلاستر کپه‌ای بالاتر از ضریب زبری اشکال دیگر است. همچنین با افزایش قطر ذرات سنگریزه سازنده کلاسترها میزان ضریب زبری مانینگ افزایش پیدا می‌کند. با انجام آزمایش‌ها با ذرات سنگریزه با قطرهای مختلف، درصد تغیرات ضریب زبری نسبت به حالت بدون کلاستر برای کلاستر کپه‌ای در ذرات 5/9، 5/12 و 5/15 میلی‌متر به ترتیب 47، 52 و 75 بوده است. برای کلاسترهای حلقه‌ای شکل و ذرات5/9، 5/12و 5/15 میلی‌متری درصد تغییرات به ترتیب 48، 49 و 75درصد بدست آمدند و این درصد برای کلاسترهای خطی شکل برای ذرات 5/9 میلی‌متری19 درصد و ذرات 5/12 و 5/15میلی‌متری به ترتیب 37 و 67درصد مشاهده شدند که نشان دهنده افزایش مقاومت جریان با افزایش اندازه قطر ذرات است. همچنین نتایج نشان داد که در آزمایش‌ها افزایش عدد فرود موجب کاهش ضریب زبری می‌گردد. نتیجه‌گیری: نتایج بدست آمده از آزمایش‌ها این نکته را به خوبی روشن ساخت که بسترهای کلاستری با اثر گذاری بر روی جریان باعث افزایش ضریب مقاومت می‌گردد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که کلاسترهای کپه‌ای دارای بیشترین اثر بر مقاومت جریان هستند.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی Experimental investigation of the effect of different cluster shapes on resistance coefficient
چکیده انگلیسی مقاله Abstract Background and objectives: It is important to study the coefficient of resistance in streams, especially in open channels, canals and rivers. One of the factors influencing the flow resistance is bed-forms. Cluster microforms are types of bed-forms in mountainous rivers, which are important both in biological and in hydraulic as well as in the secondary currents. Study on the recognition and influence of clusters on flow resistance is novel. The purpose of this study is to investigate the effect of cluster shape and particle size of clusters on the flow roughness coefficients. Materials and methods: In order to investigate the effect of the shape and size of the particles that forming clusters, experiments were carried out in a laboratory channel of 20 meters in length, 0.6 m in width and 0.6 m in height. Using gravel particles with three different sizes of 9.5, 12.5, 15.5 mm, cluster three cluster types (linear, heap and rings) were constructed in laboratory flume. Two roughness coefficients namely Darcy-Wiesbach and Manning were calculated using the water surface slope measurements. Results: The results of this study showed that the linear cluster has the least effect on the rate of flow resistance coefficient. The ring and heap clusters have a roughness coefficient greater than the linear cluster, but both have almost same impact on the flow resistance. The results of these two forms of the cluster are very close for particles of 9.5 and 12.5 mm, but for a particle of 15.5 mm, the heap cluster coefficient of roughness is higher than the roughness coefficient of another. The manning's roughness coefficient is also increased by increasing the diameter of the gravel particles of the cluster builder. By performing experiments with gravel particles of different diameters, the percentage of change in roughness coefficient relative to the non-cluster state for cluster clumps in particles of 9.5, 12.5 and 15.5 mm was 47, 52 and 75, respectively. For rings and particles of 9.5, 12.5 and 15.5 mm, the percentage changes were 48, 49 and 75 percent, respectively, and the percentage for linear clusters for particles of 9.5 and 19 percent, and particles 5 / 12 and 15.5 mm were observed at 37 and 67% respectively, indicating an increase in the flow resistance with an increase in the particle diameter. Also, the results showed that increase in Froude number would decrease the roughness coefficient. Conclusion: The results of the experiments made it clear that the cluster affect the flow resistance by increasing it. The results of this study showed that the heap cluster has the most effect on flow resistance.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله مسعود کرباسی |
هیات علمی دانشگاه زنجان

محمد قاسمیان |
گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان

مهدی اسدی |
استادیار - گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی - دانشگاه شهرکرد

نشانی اینترنتی http://jwsc.gau.ac.ir/article_4159_7063d4a0e869aba3ca6ec5666b3b89b9.pdf
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1379/article-1379-804740.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات