@article { author = {Ziaadini-Dashtekhaki, Maryam and Ghaeini-Hessaroeyeh, Mahnaz}, title = {Two-dimensional Numerical modeling of rolling waves in chutes and analyze the factors affecting the formation of them}, journal = {Journal of Hydraulics}, volume = {13}, number = {1}, pages = {73-84}, year = {2018}, publisher = {Iranian Hydraulic Association}, issn = {2345-4237}, eissn = {2645-8063}, doi = {10.30482/jhyd.2018.58400}, abstract = {Roll waves create instabilities and turbulent behavior in channels and chutes that affect downstreamhydraulic structures. The present study aims to provide a numerical model to simulate the roll wavesin the turbulent regime and analyze the conditions and factors affecting the formation of the rollwaves on the free surface. In the present model, the governing equations consist of the depthaveragedNavier Stokes equations that are discretized by finite volume method. The HLLC methodis selected. To achieve second order accuracy in time and space, the TVD-WAF scheme is used. Formodeling the turbulence effects, the standard k-ɛ turbulence model is used. Then the results of thepresent model are compared with the experimental data and the analytical solutions. The resultsshow that applying a regular perturbation at the inlet of the channel causes periodic roll waves andthe amplitude and period of the periodic roll waves are independent of the perturbation amplitude atthe inlet of the channel. But if the perturbation amplitude is a greater percentage of normal depth, thedistance of formation of roll waves is shorter and waves evolve faster than other conditions. Inaddition, the results analysis shows that the Froude number and magnitude of the discharge affect theformation and evolution of waves.}, keywords = {depth-averaged Navier Stokes equations؛ finite volume method,HLLC method,TVD-WAF method؛ standard k-ɛ model؛Roll waves}, title_fa = {«یادداشت تحقیقاتی» مدل‌سازی عددی دو بعدی امواج غلتان روی شوت‌ها و بررسی عوامل مؤثر بر تشکیل آنها}, abstract_fa = {امواج غلتان با ایجاد ناپایداری‌ها و رفتار آشفته در کانال‌ها و شوت‌ها، سازه‌ هیدرولیکی و سازه‌های مستهلک کننده‌ی انرژی پایین‌دست آن را تحت تأثیر قرار می‌دهند. تحقیق حاضر با هدف ارائه‌ی مدل عددی برای مدل‌سازی امواج غلتان در رژیم آشفته و تحلیل شرایط شکل‌گیری امواج غلتان در سطح آزاد جریان و عوامل مؤثر بر آن انجام شده است. معادلات حاکم در مدل عددی حاضر، معادلات ناویر استوکس متوسط گیری شده در عمق هستند که با استفاده از روش حجم محدود منقطع سازی شده‌اند. در تحقیق حاضر، از روش HLLC برای مدل‌سازی استفاده شده است. سپس به منظور افزایش دقت، روش TVD-WAF که دارای دقت مرتبه دوم در مکان و زمان می‌باشد، انتخاب شده است. به منظور مدل‌سازی آشفتگی، مدل k- e استاندارد انتخاب شده است. نتایج حاصل از مدل عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی موجود مقایسه شده‌اند. نتایج نشان می‌دهند که اعمال اغتشاش منظم در ورودی کانال می‌تواند باعث ایجاد امواج غلتان متناوب شود و دامنه و دوره‌ی تناوب این امواج غلتان متناوب به دامنه‌ی اغتشاش اعمال شده در ورودی کانال بستگی ندارد. اما هرچه دامنه‌ی اغتشاش اعمال شده درصد بزرگتری از عمق نرمال باشد، فاصله‌ی تشکیل امواج غلتان از ابتدای کانال کوتاهتر شده و امواج سریعتر تکامل می‌یابند. به علاوه تحلیل و مقایسه نتایج نشان‌دهنده تأثیر عدد فرود در شکل‌گیری و تکامل امواج غلتان است.}, keywords_fa = {depth-averaged Navier Stokes equations؛ finite volume method,HLLC method,TVD-WAF method؛ standard k-ɛ model؛Roll waves}, url = {https://jhyd.iha.ir/article_58400.html}, eprint = {https://jhyd.iha.ir/article_58400_62befe01eb6a470ebaf8cf1d42f85042.pdf} }