ORIGINAL_ARTICLE
بررسی عددی عملکرد سرریزهای پلکانی-کنگره ای بر روی استهلاک انرژی جریان های غیرریزشی
یکی از بارزترین مشخصات سرریزهای پلکانی، استهلاک انرژی جریان در طول سرریز در اثر انتقال به پایین دست می باشد. هدف از این تحقیق پیشنهاد و معرفی شکل جدیدی از سرریزهای پلکانی برای دستیابی به بیشترین سطح از استهلاک انرژی جریان در انتقال به پایین دست سرریز می باشد. در این تحقیق هیدرولیک جریان عبوری از سرریز پلکانی تحت تأثیر تغییر و اصلاح شکل هندسی پله ها به شکل کنگره هایی از ذوزنقه، مثلثی و مستطیلی به کمک مدل FLOW-3D بررسی شده است. نتایج نشان داد که ایجاد تداخل تیغه های جریان در اثر عبور آب از روی شکل کنگره ای پله ها نکته ی قوت این نوع از سرریزهای پلکانی-کنگره ای می باشد. همچنین شکل کنگره-ای ذوزنقه ای عملکرد بهتری برای دست یابی به بیشترین میزان استهلاک انرژی از خود نشان می دهد. در شرایط جریان یکسان، سرریز پلکانی-کنگره ای مستطیلی، مثلثی و ذوزنقه ای به ترتیب به میزان 4.62، 12.21 و 23.76 درصد در کاهش سرعت جریان و 5.6، 13.1 و 17 درصد در استهلاک انرژی بیشتر نسبت به سرریز پلکانی متعارف مؤثر بودند. که علت این امر تداخل خطوط جریان و افزایش مقاومت در برابر جریان و همچنین افزایش ناحیه فرآیند گردش مجدد و ایجاد جریان چرخشی بیشتر در این نوع از سرریز های پلکانی جدید می-باشد. این نوع از سرریزها در مقایسه با سرریزهای پلکانی متعارف کمترین هد باقیمانده را دارد. نسبت هد باقیمانده در این سرریزها به طور متوسط برابر 2.57 ≈ Hres/yc و در سرریزهای پلکانی متعارف برابر 4.32 ≈ Hres/yc می باشد. در نهایت می توان از این سرریزها به عنوان نسل جدیدی از سرریزهای پلکانی در جهت افزایش راندمان و عملکرد هیدرولیکی آنها نام و بهره برد.
https://jhyd.iha.ir/article_98963_0a49a78b55feea654821b874fcb9f7a0.pdf
2019-11-22
1
16
10.30482/jhyd.2019.135883.1303
سرریز پلکانی-کنگره ای
استهلاک انرژی
تداخل تیغه های جریان
انرژی باقی مانده
Flow-3D
امیر
قادری
amir_ghaderi@znu.ac.ir
1
گروه مهندسی عمران، دانشگاه زنجان
LEAD_AUTHOR
سعید
عباسی
abbasi.saeed@znu.ac.ir
2
گروه مهندسی عمران، دانشگاه زنجان
AUTHOR
Beheshti, M.R. Khosrojerdi, A. and Sedghi, H. (2015). Experimental Evaluation of Turbulence Parameters Distribution in Two Phase Air-water Flows on Stepped Spillways. Water and Soil Science, 25(1), 53-65. (In Persian).
1
Chanson, H. (1994). State of the Art of the Hydraulic Design of Stepped Chute Spillways. Hydropower and Dams Journal. 33-42.
2
Chanson, H. (2001). Hydraulic design of stepped spillway and downstream energy dissipators. Dam Eng.11, 205–242.
3
Chen, Q. Dai, G. and Liu, H. (2002). Volume of fluid model for turbulent numerical simulation of stepped spillway overflow. Journal of Hydraulic Engineering ASCE. 128(70), 683-688.
4
Chow, V. T. (1959). Open Channel Hydraulics. McGraw-Hill, New York, USA.
5
Christodoulou, G. C. (1993). Energy dissipation on stepped spillways. Journal of Hydraulic Engineering. 119(5), 644-650.
6
Daneshfaraz, R. Joudi, A. R. Ghahramanzadeh, A. and Ghaderi, A. (2016). Investigation of flow pressure distribution over a stepped spillway. Advances and Applications in Fluid Mechanics. 19(4), 811–822.
7
Daneshfaraz R, Ghahramanzadeh A, Ghaderi A, Joudi AR, Abraham J (2016) Investigation of the Effect of Edge Shape on Characteristics of Flow under Vertical Gates. Journal‐American Water Works Association, 108(8): 425-432.
8
Daneshfaraz, R., and Ghaderi, A. (2017). Numerical Investigation of Inverse Curvature Ogee Spillway, Civil Engineering Journal, 3(11), 1146-1156.
9
Daneshfaraz, R., Minaei, O., Abraham, J., Dadashi, S., and Ghaderi, A. (2019). 3-D Numerical simulation of water flow over a broad-crested weir with openings. ISH Journal of Hydraulic Engineering, 1-9.
10
Felder, S. and Chanson, H. (2009). Energy dissipation, flow resistance and gas-liquid interfacial area in skimming flows on moderate slope stepped spillways. Environ. Fluid. 427–441.
11
Felder, S. Guenther, P.h. and Chanson, H. (2012). Air-water flow properties and energy dissipation on stepped spillways: a physical study of several pooled stepped configurations. No. CH87/12. School of Civil Engineering, the University of Queensland.
12
Felder, S. Guenther, P.h., Chanson, H. (2012a). Air-water flow properties and energy dissipation on stepped spillways. School of Civil Engineering the University of Queensland, Brisbane QLD4072, Australia. Report CH87/12.
13
Felder, S. Guenther, P.h. Chanson, H. (2012b). Air entrainment and energy dissipation on a 8◦/9◦slope stepped spillway with flat and pooled steps. School of Civil Engineering. The University of Queensland Brisbane QLD 4072. Australia. Report CH86/12.
14
Flow Science. (2016). Incorporated: FLOW-3D uers manual. Version 11.2. Santa Fe, NM, USA.
15
Ghaderi, A. Dasineh, M. and Abbasi, S. (2019). Impact of Vertically Constricted Entrance on Hydraulic Characteristics of Vertical Drop (Numerical Investigation). Journal of Hydraulics. 13(4), 121-131.
16
Ghaderi, A. Abbasi, S., Abraham, J. and Azamathulla, H.M. (2020a). Efficiency of trapezoidal labyrinth shaped stepped spillways. Flow Measurement and Instrumentation, 72, 101711.
17
Ghaderi, A. Dasineh, M., Abbasi, S. and Abraham, J. (2020b). Investigation of trapezoidal sharp-crested side weir discharge coefficients under subcritical flow regimes using CFD. Applied Water Science, 10(1), 31.
18
Ghaderi, A. and Abbasi, S. (2019). CFD simulation of local scouring around airfoil-shaped bridge piers with and without collar. Sādhanā, 44(10), 216.
19
Gonzalez. C. A. and Chanson, H. (2007). Hydraulic design of stepped spillways and downstream energy dissipaters for embankment dams. Dam Engineering, 17(4), 223-244.
20
Haji Azizi, S. Samadi, A. and Salmasi, F. (2016). Numerical Study of Flow on Stepped Spillway and Its Comparison with Experimental Results. Water and Soil Science, 26(2-1), 155-165. (In Persian).
21
Hamedi, A. Mansoori, A. Malekmohamadi, I. Roshanaei, H. (2011). Estimating energy dissipation in stepped spillways with reverse inclined steps and end sill. World Environmental and Water Resources Congress. Bearing Knowl Sustain. ASCE.
22
Heydari Orojlo, S. Mousavi Jahromi, S.H. and Adib, A. (2011). Influence of the steeped spillway slope on the number of optimal steps. Journal of Irrigation Sciences and Engineering 33(2), 127-140. (In Persian).
23
Jam, Mahboobe Talebbeydokhti, N.and Mardashti, A. (2014). Evaluation of Energy Dissipation over Dentate Blocks Spillway and Comparing the Energy Dissipation with Stepped Spillway. Journal of Hydraulics. 9(2), 1-10. (In Persian).
24
Kanaanie, S.M. Fazloula, R. Emadi, A. and Taghavi, J. (2016). The Effect of Flow on Stepped Spillway Walls of the Arch Parameters. Journal of Engineering and construction Management, 1(3), 12-15. (In Persian).
25
Khatsuria, R. M. (2005). Hydraulics of Spillways and Energy Dissipators. Marcel Dekker, New york.
26
Rezapour Tabari, M. and Tavakoli, S. (2016). Effects of Stepped Spillway Geometry on Flow Pattern and Energy Dissipation. Arabian Journal for Science & Engineering (Springer Science & Business Media BV). 41(4), 216-227.
27
Mardashti, A. Talebbeydokhti, N. and Javan, M. (2008). Energy Loss Evaluation of Two Phase Over- Flow of Stepped Spillway with Downstream Scour Depth Method. Journal of Hydraulics. 2(4), 1-22. (In Persian).
28
Moayeri, M.M. Hosseinzadeh Dalir, A. Samasi, F. Farsadizadeh, D. and Sadraddini, A.A. (2013). 2D Simulation of Flow over Stepped Spillways with Turbulent Models and Comparing the Results with Physical Model. Water and Soil Science, 23(1), 1-14. (In Persian).
29
Morovati, K. Eghbalzadeh, A. and Soori, S. (2016). Study of Energy Dissipation of Pooled Stepped Spillways. Civil Engineering Journal. 2(5), 208-220.
30
Mondardo, J. M. Fabiani, A. L. (1995). Comparison of Energy Dissipation between Nappe and Skimming Flow Regimes on Stepped Chutes. Journal of Hydraulic Research. 33(1), 119-122.
31
Nohani, E. bahadoribirgani, B. Jalili, D. and Mirazizi, S. (2015). Study the Effect of The Number of Steps on Energy Dissipation of Stepped Spillways in Non-Nappe or Skimming Flow. Journal of Novel Applied Sciences. 4(9), 932-939.
32
Nikseresht, A. H. Talebbeydokhti, N. and Rezaei, M. J. (2013). Numerical simulation of two-phase flow on step-pool spillways. Scientia Iranica. 20(2), 222-230.
33
Peyras, L. Royet, P. and Degoutte, G. (1991). Flows and dissipation of energy on gabion weirs. J. Houille Blanche. No. 1, 37-47.
34
Peyras, L. Royet P. and Degoutte, G. (1992). Flow and Energy Dissipation over Stepped Gabion Weirs. Journal of hydraulic Engineering, 118(5), pp. 707-717.
35
Rajaratnam, N. (1990). Skimming flow in stepped spillway. Journal of Hydraulic Engineering. 116(4), 487-591.
36
Rice C. E. and Kadavy, K. C. (1996). Model Study of a Roller Compacted Concrete Stepped Spillway. Journal of Hydraulic Engineering. 122(6), 292–297.
37
Shahheydari, H. Nodoshan, E. J. Barati, R., and Moghadam, M. A. (2015). Discharge coefficient and energy dissipation over stepped spillway under skimming flow regime. KSCE Journal of Civil Engineering. 19(4), 1174-1182.
38
Sorensen, R. M. (1985). Stepped spillway hydraulic model investigation. Journal of Hydraulic Engineering, 111(12), 1461-1472.
39
Tabbara, M. Chatila, J. and Awwad, R. (2005). Computational simulation of flow over stepped spillways. Comput. Struct.83, 2215–2224.
40
Tongkratoke, A. Chinnarasri, C. Pornprommin, A. Dechaumphai, P. and Juntasaro, V. (2009). Non-linear turbulence models for multiphase recirculating free-surface flow over stepped spillways. Int. J. Comput. Fluid Dyn 23(5), 401–409.
41
Zahabi, H. Torabi, M. Alamatian, E. Bahiraei, M. Goodarzi, M. (2018). Effects of Geometry and Hydraulic Characteristics of Shallow Reservoirs on Sediment Entrapment. Water, 10(12), 1725.
42
ORIGINAL_ARTICLE
روندیابی سیلاب با استفاده از الگوریتم جستجوی گرانشی و بررسی عدم قطعیت پارامترهای هیدرولوژیکی مدل ماسکینگام غیرخطی
وقوع سیلاب همواره یکی از نگرانیهای بشر در طول تاریخ بوده است. راههای مقابله با این پدیده ویرانگر از اهمیت خاصی در میان محققین برخوردار است. یکی از مقوله های پژوهش در برابر این مساله، روندیابی سیلاب میباشد. از میان روشهای گوناگون روندیابی سیلاب، روش هیدرولوژیکی ماسکینگام غیر خطی سه پارامتری از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. برای تخمین بهینه پارامترهای مدل غیر خطی ماسکینگام از الگوریتمهای تکاملی به جهت سرعت همگرایی و عدم نیاز به تخمین اولیه پارامترهای هیدرولوژیکی استفاده می شود. در این مقاله برای اولین بار از الگوریتم جستجوی گرانشی مبتنی بر الگوریتم کپلر به منظور روندیابی سه هیدروگراف متفاوت استفاده شد. مقایسه نتایج این روش با نتایج تحقیقات قبلی نشان می دهد که الگوریتم ترکیبی استفاده شده در این تحقیق دارای دقت قابل قبول و سرعت همگرایی بالایی می باشد. به منظور بررسی عدم قطعیت پارامترهای مدل ماسکینگام غیر خطی بر اساس تئوری امکان، از الگوریتم ارائه شده در این تحقیق و دیگر الگوریتم ها شامل روش های حداقل مربعات، الگوریتم جستجوی گرانشی، الگوریتم های BFGS ، HJ+DFP ، HJ+CG ، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم انتخاب کلونی ایمن، الگوریتم جستجوی هارمونیک و الگوریتم جستجوی هارمونیک بدون تنظیم پارامتر استفاده گردید. توابع عضویت پارامترهای مدل غیر خطی ماسکینگام نشان می دهند که عدم قطعیت پارامتر k از پارامترهای x و m بیشتر است.
https://jhyd.iha.ir/article_98964_e934856c282f922ceb5d8697415af3af.pdf
2019-11-22
17
31
10.30482/jhyd.2019.98964
الگوریتم جستجوی گرانشی نخبه گرا
الگوریتم کپلر
تئوری امکان
تابع عضویت مثلثی
ریحانه
اکبری
r.akbari@ymail.com
1
دانشگاه شهید باهنر کرمان
AUTHOR
مسعود رضا
حسامی کرمانی
masoud.hessami@gmail.com
2
دانشگاه شهید باهنر کرمان
LEAD_AUTHOR
سعید
شجاعی
saeed.shojaee@gmail.com
3
دانشگاه شهیدباهنر کرمان
AUTHOR
Barati, R. (2011). Parameter estimation of nonlinear Muskingum models using Nelder-Mead simplex algorithm. Journal of Hydrologic Eng., 16(11), 946-954.
1
Barati, R. (2013). Application of excel solver for parameter estimation of the nonlinear Muskingum models. KSCE Journal of Civil Engineering, 17(5), 1139-1148.
2
Chu, H.J. and Chang, L.C. (2009). Applying particle swarm optimization to parameter estimation of the nonlinear Muskingum model. Journal of Hydrologic Engineering, 14(9), 1024-1027.
3
Das, A. (2004). Parameter estimation for Muskingum models. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 130(2), 140-147.
4
Geem, Z.W. (2006). Parameter estimation for the nonlinear Muskingum model using the BFGS technique. Journal of irrigation and drainage engineering, 132(5), 474-478.
5
Geem, Z.W. (2011). Parameter estimation of the nonlinear Muskingum model using parameter-setting-free harmony search. Journal of Hydrologic Engineering, 16(8), 684-688.
6
Gill, M.A. (1978). Flood routing by the Muskingum method. Journal of hydrology, 36(3-4), 353-363.
7
Hamedi, F., Bozorg-Haddad, O., Pazoki, M., Asgari, H.R., Parsa, M. and Loaiciga, H.A. (2016). Parameter estimation of extended nonlinear Muskingum models with the weed optimization algorithm. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 142(12), 04016059.
8
Kang, L. and Zhang, S. (2016). Application of the elitist-mutated PSO and an improved GSA to estimate parameters of linear and nonlinear Muskingum flood routing models. PLOS one, 11(1), e0147338.
9
Karahan, H., Gurarslan, G. and Geem, Z.W. (2012). Parameter estimation of the nonlinear Muskingum flood-routing model using a hybrid harmony search algorithm. Journal of Hydrologic Engineering, 18(3), 352-360.
10
Kim, J.H., Geem, Z.W. and Kim, E.S. (2001. Parameter estimation of the nonlinear Muskingum model using harmony search. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 37(5), 1131-1138.
11
Luo, J. and Xie, J. (2010). Parameter estimation for nonlinear Muskingum model based on immune clonal selection algorithm. Journal of Hydrologic Engineering, 15(10), 844-851.
12
McCarthy, G. T. (1938). The unit hydrograph and flood routing. Conf. of North Atlantic Division, U.S. Army Corps of Engineers, Rhode Island.
13
Moghaddam, A., Behmanesh, J. and Farsijani, A. (2016). Parameters estimation for the new four-parameter nonlinear Muskingum model using the particle swarm optimization. Water resources management, 30(7), 2143-2160.
14
Mohan, S. (1997). Parameter estimation of nonlinear Muskingum models using genetic algorithm. Journal of hydraulic engineering, 123(2), 137-142.
15
Najafi, R. and Hessami, M.R. (2017). Uncertainty modeling of statistical downscaling to assess climate change impacts on temperature and precipitation. Water resources management, 31(6), 1843-1858.
16
Niazkar, M. and Afzali, S.H. (2014). Assessment of modified honey bee mating optimization for parameter estimation of nonlinear Muskingum models. Journal of Hydrologic Engineering, 20(4), 04014055.
17
Niazkar, M. and Afzali, S.H. (2016). Application of new hybrid optimization technique for parameter estimation of new improved version of Muskingum model. Water resources management, 30(13), 4713-4730.
18
O'Donnell, T. (1985). A direct three-parameter Muskingum procedure incorporating lateral inflow. Hydrological Sciences Journal, 30(4), 479-496.
19
Raina, R. and Thomas, M. (2012). Fuzzy vs. probabilistic techniques to address uncertainty for radial distribution load flow simulation. Energy and Power Engineering, 4(02), 99.
20
Rashedi, E., Nezamabadi-Pour, H. and Saryazdi, S. (2009). GSA: a gravitational search algorithm. Information sciences, 179(13), 2232-2248.
21
Sarafrazi, S., Nezamabadi-pour, H. and Seydnejad, S. R. (2015). A novel hybrid algorithm of GSA with Kepler algorithm for numerical optimization. Journal of King Saud University-Computer and Information Sciences, 27(3), 288-296.
22
Tung, Y.K. (1985). River flood routing by nonlinear Muskingum method. Journal of hydraulic engineering, 111(12), 1447-1460.
23
Varón-Gaviria, C.A., Barbosa-Fontecha, J. L. and Figueroa-García, J. C. (2017). Fuzzy uncertainty in random variable generation: An α-cut approach. International Conference on Intelligent Computing, pp. 264-273. Springer, Cham.
24
Viessman, W. and Lewis, G.L. (2003). Introduction to hydrology, 5th Ed, New Delhi, India.
25
Wilson, E., M. (1974). Engineering hydrology, Hampshire, United Kingdom: Macmillan Education.
26
Xu, D.M., Qiu, L. and Chen, S.Y. (2012). Estimation of nonlinear Muskingum model parameter using differential evolution. Journal of Hydrologic Engineering, 17(2), 348-353.
27
Yoo, C., Lee, J. and Lee, M. (2017). Parameter Estimation of the Muskingum Channel Flood-Routing Model in Ungauged Channel Reaches. Journal of Hydrologic Engineering, 22(7), 05017005.
28
Yoon, J. and Padmanabhan, G. (1993). Parameter estimation of linear and nonlinear Muskingum models. Journal of Water Resources Planning and Management, 119(5), 600-610.
29
Yuan, X., Wu, X., Tian, H., Yuan, Y. and Adnan, R.M. (2016). Parameter identification of nonlinear Muskingum model with backtracking search algorithm. Water resources management, 30(8), 2767-2783.
30
Zadeh, L.A. (1965). Fuzzy sets. Information and Control, 8(3), 338-353.
31
ORIGINAL_ARTICLE
مدلسازی انتقال محلول در رودخانه حاوی نواحی نگهداشت موقت با استفاده از روش شبکه مدارهای الکتریکی معادل
با توجه به آثار زیانبار آلایندههای ورودی به منابع آبی که ناشی از فعالیتهای انسانی میباشد، انجام مطالعات در زمینه پیشبینی غلظت این آلایندهها به منظور انجام اقدامات مقتضی برای کنترل، ضروری به نظر میرسد. بدین منظور مدلهای انتقال جرم متعددی برای پیشبینی غلظت محلول در آبراهههای طبیعی ارائه شدهاند. این مدلها به ندرت دارای حل تحلیلی بوده و عمدتاً با استفاده از روشهای عددی حل میشوند. در این تحقیق روشی تحت عنوان روش شبیهسازی مداری (NSM) که بر پایه آنالوژی موجود بین معادلات دیفرانسیلی حاکم بر پدیدههای هیدرودینامیکی و الکتریکی است، معرفی شده و کاربرد آن در حل مدلهای مذکور مورد بررسی قرار گرفته است. مراحل اجرای این روش شامل استخراج مدل الکتروآنالوژیکال و طراحی مدار الکتریکی معادل و در نهایت شبیهسازی مدل مداری با استفاده از کد مناسب در یک نرمافزار تحلیل مدارهای الکتریکی است. در این مقاله ابتدا NSM با مدلسازی حالتی از معادله انتقال نگهداشت موقت که حل تحلیلی دارد، صحتسنجی شده و سپس دقت و کارایی آن در مقایسه با روش عددی احجام محدود (FVM) در حل مدل نگهداشت موقت تودرتو، برآورد شدهاست. نتایج مدلسازیها حاکی از مطابقت بسیار عالی بین دو روش NSM و FVM با شاخصهای خطای نزدیک به صفر است. حال آنکه پیادهسازی شرایط مرزی در NSM سادهتر بوده و انعطافپذیری بالاتری دارد. به علاوه، زمان محاسباتی مورد نیاز NSM برای مثالهای مورد مطالعه کمتر از زمان محاسباتی مورد نیاز FVM میباشد. بنابراین NSM به عنوان جایگزینی دقیق و کارا برای روشهای عددی در حل معادلات انتقال توأم یکبعدی پیشنهاد میشود.
https://jhyd.iha.ir/article_98965_14af2f288d2c558849e8693d3190a6da.pdf
2019-11-22
33
48
10.30482/jhyd.2019.171573.1365
انتقال جرم
نگهداشت موقت
مدارهای الکتریکی معادل
مدل الکتروآنالوژیکال
روش احجام محدود
رودخانه
آتوسا
عطائیان
atousa.ataieyan@modares.ac.ir
1
دانشجوی دکترای سازههای آبی، گروه مهندسی سازههای آبی، دانشگاه تربیت مدرس ، تهران، ایران.
AUTHOR
سید علی
ایوب زاده
ayyoubzadeh@yahoo.com
2
استاد گروه مهندسی سازه های آبی دانشگاه تربیت مدرس
LEAD_AUTHOR
عبدالرضا
نبوی
abdoln@modares.ac.ir
3
استاد گروه مهندسی برق-الکترونیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.
AUTHOR
سالوادور انخل
گومز-لوپرا
salvador.glopera@upct.es
4
استاد گروه فیزیک کاربردی، دانشگاه پلی تکنیک کارتاخنا، کارتاخنا، اسپانیا.
AUTHOR
Ataieyan, A., Ayyoubzadeh, S. A. and Nabavi, A. (2016). Introduction of Network Simulation Method and investigation of its feasibility in simulation of contaminant transfer in a river. 15th National Conference of Hydraulics, Qazvin, Iran. (In Persian)
1
Bellver, F. G., Garratón, M. C., Meca, A. S., López, J. A. V., Guirao, J. L. and Fernández-Martínez, M. (2017). Applying the Network Simulation Method for testing chaos in a resistively and capacitively shunted Josephson junction model. Results in physics, 7, 813-822.
2
Bencala, K. E., McKnight, D. M. and Zellweger, G. W. (1990). Characterization of transport in an acidic and metal‐rich mountain stream based on a lithium tracer injection and simulations of transient storage. Water Resources Research, 26(5), 989-1000.
3
Bencala, K. E. and Walters, R. A. (1983). Simulation of solute transport in a mountain pool‐and‐riffle stream: A transient storage model. Water Resources Research, 19(3), 718-724.
4
Bottacin-Busolin, A., Marion, A., Musner, T., Tregnaghi, M. and Zaramella, M. (2011). Evidence of distinct contaminant transport patterns in rivers using tracer tests and a multiple domain retention model. Advances in water resources, 34(6), 737-746.
5
Briggs, M. A., Gooseff, M. N., Arp, C. D. and Baker, M. A. (2009). A method for estimating surface transient storage parameters for streams with concurrent hyporheic storage. Water Resources Research, 45(4).
6
Cánovas, M., Alhama, I., Trigueros, E. and Alhama, F. (2015). Numerical simulation of Nusselt-Rayleigh correlation in Bénard cells. A solution based on the network simulation method. International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, 25(5), 986-997.
7
Caravaca, M., Sanchez-Andrada, P., Soto, A. and Alajarin, M. (2014). The network simulation method: a useful tool for locating the kinetic–thermodynamic switching point in complex kinetic schemes. Physical Chemistry Chemical Physics, 16(46), 25409-25420.
8
Chabokpour, J., Minaei, O. and Daneshfaraz, R. (2017). Investigation of longitudinal dispersion coefficients of nonreactive contaminants in porous media. Iranian Journal of Hydraulics, 12(2), 1-12. (In Persian)
9
Choi, J., Harvey, J. W. and Conklin, M. H. (2000). Characterizing multiple timescales of stream and storage zone interaction that affect solute fate and transport in streams. Water Resources Research, 36(6), 1511-1518.
10
Del Cerro Velázquez, F., Gómez‐Lopera, S. A. and Alhama, F. (2008). A powerful and versatile educational software to simulate transient heat transfer processes in simple fins. Computer Applications in Engineering Education, 16(1), 72-82.
11
Elder, J. W. (1959). The dispersion of marked fluid in turbulent shear flow. Journal of fluid mechanics, 5(4), 544-560. Abbott, M. B., Price, W. A. (Eds.). (1993). Coastal, estuarial and harbour engineer's reference book. CRC Press.
12
Garcia-Hernandez, M. T., Castilla, J., González-Fernández, C. F. and Horno, J. (1997). Application of the network method to simulation of a square scheme with Butler-Volmer charge transfer. Journal of Electroanalytical Chemistry, 424(1-2), 207-212.
13
González-Fernández, C. F., García-Hernández, M. T. and Horno, J. (1995). Computer simulation of a square scheme with reversible and irreversible charge transfer by the network method. Journal of Electroanalytical Chemistry, 395(1-2), 39-44.
14
Horno Montijano, J. (2002). Network simulation method. Research Signpost.
15
Kazezyılmaz-Alhan, C. M. (2008). Analytical solutions for contaminant transport in streams. Journal of hydrology, 348(3-4), 524-534.
16
Kerr, P. C., Gooseff, M. N. and Bolster, D. (2013). The significance of model structure in one-dimensional stream solute transport models with multiple transient storage zones–competing vs. nested arrangements. Journal of hydrology, 497, 133-144.
17
Manteca, I. A., Meca, A. S. and López, F. A. (2014). FATSIM‐A: An educational tool based on electrical analogy and the code PSPICE to simulate fluid flow and solute transport processes. Computer Applications in Engineering Education, 22(3), 516-528.
18
Meddah, S., Saidane, A., Hadjel, M. and Hireche, O. (2015). Pollutant dispersion modeling in natural streams using the transmission line matrix method. Water, 7(9), 4932-4950.
19
Moya, A. A. and Horno, J. (1999). Application of the network simulation method to ionic transport in ion-exchange membranes including diffuse double-layer effects. The Journal of Physical Chemistry B, 103(49), 10791-10799.
20
Nordin, C. F. and Troutman, B. M. (1980). Longitudinal dispersion in rivers: The persistence of skewness in observed data. Water Resources Research, 16(1), 123-128.
21
O’Connor, B. L., Hondzo, M. and Harvey, J. W. (2009). Predictive modeling of transient storage and nutrient uptake: Implications for stream restoration. Journal of Hydraulic Eng., 136(12), 1018-1032.
22
Runkel, R. L. (1998). One-dimensional transport with inflow and storage (OTIS): A solute transport model for streams and rivers.
23
Serna, J., Velasco, F. J. S., and Meca, A. S. (2014). Application of network simulation method to viscous flows: The nanofluid heated lid cavity under pulsating flow. Computers & Fluids, 91, 10-20.
24
Socolofsky, S. A. and Jirka, G. H. (2005). Special topics in mixing and transport processes in the environment. Engineering–Lectures. 5th Edition. Texas A&M University, 1-93.
25
Sofiev, M. (2002). Extended resistance analogy for construction of the vertical diffusion scheme for dispersion models. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 107(D12), ACH-10.
26
Thome, C. R. and Zevenbergen, L. W. (1985). Estimating mean velocity in mountain rivers. Journal of Hydraulic Engineering, 111(4), 612-624.
27
Trévisan, D. and Periáñez, R. (2016). Coupling catchment hydrology and transient storage to model the fate of solutes during low-flow conditions of an upland river. Journal of Hydrology, 534, 317-325.
28
Tuinenga, P. W. (1988). SPICE: a guide to circuit simulation and analysis using PSpice. Prentice Hall PTR.
29
Versteeg, H. K. and Malalasekera, W. (2007). An introduction to computational fluid dynamics: the finite volume method. Pearson Education.
30
Zueco, J., Bég, O. A. and Ghosh, S. K. (2010). Unsteady hydromagnetic natural convection of a short-memory viscoelastic fluid in a non-Darcian regime: network simulation. Chemical Engineering Communications, 198(2), 172-190.
31
Zueco, J. and Campo, A. (2006). Network model for the numerical simulation of transient radiative transfer process between the thick walls of enclosures. Applied Thermal Engineering, 26(7), 673-679.
32
Zueco, J. and López-Ochoa, L. M. (2013). Network numerical simulation of coupled heat and moisture transfer in capillary porous media. International Communications in Heat and Mass Transfer, 44, 1-6.
33
Borland C++ Builder, Version 6.0 [Build 10.155], Copyright © 1983-2002, Borland Software Corporation. Portions copyright 1996-2002 toolsfactory GmbH.
34
MATLAB, Version R2015a (8.5.0.197613), copyright © 1984-2015, MathWorks, Inc.
35
PSpice, Version 9.2, copyright © 1986-2000, Cadence Design Systems, Inc.
36
ORIGINAL_ARTICLE
استخراج یک مدل تحلیلی برای ارزیابی انتقال آلاینده ها از بدنه و مخازن سری بندهای گابیونی
در این تحقیق سعی شد تا با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی و توسعه یک مدل تحلیلی بر مبنای معادلات دیفرانسیل مدل ذخیره موقت، به بررسی کارائی این مدل در فرآیندهای انتقال و پراکندگی آلودگی در مخازن سری پرداخته شود. مدل تحلیلی مذکور با استفاده از تبدیل لاپلاس بر روی معادلات دیفرانسیل حل شد و با استفاده از دادههای آزمایشگاهی برداشت شده در دو مخزن سری سنگدانهای، ارزیابی کاملی بر روی کارائی و مقادیر پارامترهای مدل انجام گردید. سدهای ایجاد شده در فلوم آزمایشگاهی با استفاده از سه دانهبندی مختلف با اقطار 1/1، 2/3 و 3/6 سانتیمتر ایجاد شد سایر پارامترهای آزمایشگاهی شامل چهار دبی به میزان 7، 9، 11 و 13/5 لیتر بر ثانیه و سه غلظت اولیه تزریقی به میزان 100، 140 و 200 گرم بر لیتر بودند. مقدار متوسط سرعت عبوری، ضریب انتشار طولی و لگاریتم ضریب تبادل جرم مابین منطقه ذخیرهای و بدنه اصلی جریان در جریان عبوری از سدها با توجه به مدل تحلیلی حاضر به ترتیب برابر با cm/s 4، cm2/s4/2، 5/10- بدست آمد. تطابق منحنیهای غلظت-زمان حاصل از حل تحلیلی انجام شده با استفاده از پارامترهای جذر میانگین مربعات خطا و شاخص نش-ساتکلیف مورد ارزیابی قرار گرفت و مقادیر آن-ها به ترتیب برابر با 0/21 و 0/7 استخراج شد که حاکی از قابلیت مطلوب مدل توسعه پیدا کرده برای فرآیندهای انتقال و پراکندگی دارد.
https://jhyd.iha.ir/article_98966_6e6c93381c5a6ae9e5338b30def40d2d.pdf
2019-11-22
49
66
10.30482/jhyd.2019.98966
مخازن سری
انتقال و پراکندگی آلودگی
مدل ذخیره ای
تبدیل لاپلاس
جعفر
چابک پور
j.chabokpour@maragheh.ac.ir
1
گروه مهندسی عمران-دانشکده فنی-دانشگاه مراغه
LEAD_AUTHOR
محمد
ذبیحی
mohammad_zbh70@yahoo.com
2
گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه مراغه
AUTHOR
Bencala, K.E. and Walters, R.A. (1983). Simulation of solute transport in a mountain pool and riffle stream-a transient storage model. Water Resources Research, 19, 718–724.
1
Beven, K. J. and Binley, A. M. (1992). The future of distributed models: Model calibration and uncertainty prediction. Hydrological Processes, 6, 279–298.
2
Botter, G., Basu, N., Zanardo, B., Rao, S.P. and Rinaldo, A. (2010). Stochastic modelling of nutrient losses in streams: Interactions of climatic, hydrologic, and biogeochemical controls. Water Resources Research, 46, W08509.
3
Camacho, L. A. and Gonzalez-Pinzon, R. (2008). Calibration and prediction ability analysis of longitudinal solute transport models in mountain streams. Journal of Environmental Fluid Mechanics, 8(5), 597–604.
4
Chabokpour, J., Samadi, A., Merikhi. M. (2018). Application of method of temporal moments to the contaminant exit breakthrough curves from rockfill media. Iran J. Soil Water Res., 49(3), 629-640.
5
Chabokpour, J., Minaei, O. and Daneshfaraz. R. (2017). Study of the Longitudinal Dispersion Coefficient of Nonreactive Solute through the Rockfill Medium. J. of Hydraulic, 12(2), 1-12.
6
Chabokpour, J. (2019). Application of the model of hybrid cells in series in the pollution transport through the layered material. Pollution. 5(3), 473-486.
7
Cvetkovic, V., Carstens, C., Selroos, J.O. and Destouni, G. (2012). Water and solute transport along hydrological pathways, Water Resources Research, 48, W06537.
8
Farzadkhoo, M. and Hamidifar, H. (2017). Estimation of Longitudinal Dispersion Coefficient in Compound Channels with Two Rows of Rigid Vegetation (tree) over Floodplain. Journal of Hydraulic, 12(1), 85-91.
9
Fernald, A.G., Wigington, J.P.J. and Landers, D.H. (2001). Transient storage and hyporheic flow along the Willamette River, Oregon: field measurements and model estimates. Water Resources Research, 37, 1681–1694.
10
Gooseff, M.N., Hall, R.O.J. and Tank, J.L. (2007). Relating transient storage to channel complexity in streams of varying land use in Jackson Hole, Wyoming. Water Resources Research, 43, W01417.
11
Hamidifar, H. and Omid, M.H. (2016). Application of Digital Image Processing Technique for Prediction of Longitudinal Dispersion Coefficient in Compound Channels. Journal of water and soil conservation, 23(4), 281-293
12
Harvey, J.W. and Bencala, K.E. (1993). The effect of streambed topography on surface–subsurface water exchange in mountain catchments. Water Resources Research, 29, 89–98.
13
Harvey, J.W., Conklin, M.H. and Koelsch, R.S. (2003). Predicting changes in hydrologic retention in an evolving semi-arid alluvial stream. Advances in Water Resources, 26, 939–950.
14
Kasahara, T. and Wondzell, S.M. (2003). Geomorphic controls on hyporheic exchange flow in mountain streams. Water Resources Research, 39, 1005.
15
Laenen, A. and Bencala, K.E. (2001). Transient storage assessments of dye-tracer injections in rivers of the Willamette Basin. Journal of the American Water Resources Association, 37, 367–377.
16
Lautz, L.K., Siegel, D.I. and Bauer, R.L. (2006). Impact of debris dams on hyporheic interaction along a semi-arid stream. Hydrological Processes, 20, 183–196.
17
Lautz, L.K. and Siegel, D.I. (2007). The effect of transient storage on nitrate uptake lengths in streams: an inter-site comparison. Hydrological Processes, 21: 3533–3548.
18
McClain, M.E. (2003). Biogeochemical hot spots and hot moments at the interface of terrestrial and aquatic ecosystems. Ecosystems, 6(4), 301–312.
19
Nordin, C.F. and Troutman, B.M. (1980). Longitudinal dispersion in rivers: the persistence of skewness in observed data. Water resources research, 16(1), 123–8.
20
Ratto, M., Young, P.C., Romanowicz, R., Pappenberger, F. and SaltelliPagano, A. (2007). Uncertainty, sensitivity analysis and the role of data based mechanistic modeling in hydrology, Hydrology and Earth System Sciences, 11(4), 1249–1266.
21
Ruddy, B.C. and Britton, L.J. (1989). Travel time and Re aeration of Selected Streams in the North Platte and Yampa River basins, Colorado. U.S. Geological Survey Water Resources Investigations Report, 88–4205.
22
Runkel, R.L. (1998). One Dimensional Transport with Inflow and Storage (OTIS): A Solute Transport Model for Streams and Rivers. Water Resources Investigations Report, US Geologic Survey, 98–4018.
23
Seo, I.W. and T.S. Cheong. (2001). Moment based calculation of parameters for the storage zone model for river dispersion. Journal of hydraulic engineering, 127(6), 453–65.
24
Schmid, B. H. (2003). Temporal moments routing in streams and rivers with transient storage, Advances in Water Resources, 26, 1021–1027.
25
Thackston, E.L. and Schnelle, K.B.J. (1970). Predicting effects of dead zones on stream mixing. Journal of the Sanitary Engineering Division, 96, 319–331.
26
Tong, Y. and Deng, Z. Q. (2015). Moment-Based Method for Identification of Pollution Source in Rivers, journal of environmental engineering, 141(10), 1-27.
27
Valett, H.M., Morrice, J.A., Dahm, C.N. and Campana, M.E. (1996). Parent lithology, surface–groundwater exchange, and nitrate retention in headwater streams. Limnology and Oceanography, 41, 333–345.
28
Wagener, T., Camacho, L.A. and Wheater, H.S. (2002). Dynamic identify ability analysis of the transient storage model for solute transport in rivers, Journal of Hydro informatics, 4(3), 199–211.
29
Winter, T.C., Harvey, J.W., Franke, O.L. and Alley, W.M. (1998). Ground Water and Surface Water: A Single Resource. U.S. Geological Survey, Circular 1139.
30
Wondzell, S.M. 2006. Effect of morphology and discharge on hyporheic exchange flows in two small streams in the Cascade Mountains of Oregon, USA. Hydrological Processes, 20, 267–287.
31
Young, P.C. and Wallis, S.G. (1993). Solute transport and dispersion in channels, in Channel Network Hydrology, edited by K. Beven and M. J. Kirby, pp. 129–173, John Wiley, Chichester, England.
32
Young, P.C. (1998). Data-based mechanistic modelling of environmental, ecological, economic and engineering systems, Environmental modeling and software, 13(2), 105–122.
33
ORIGINAL_ARTICLE
شبیه سازی عددی تاثیر همگرایی دیواره های شوت بر شکلگیری امواج عرضی در سیستمهای تخلیه سیلاب
برخورد جریان با پایههای روی سرریز باعث شکلگیری امواج دم خروسی و توسعه امواج عرضی در طول سیستم تخلیه سیلاب میشود. ازاینرو دستیابی به اطلاعات مربوط به ارتفاع و محل تشکیل این امواج در طراحی دیوارههای سرریز بسیار پرکاربرد میباشد. از طرفی در بسیاری از طرحها برای کاهش هزینههای اجرا ازجمله هزینههای حفاری و بتنریزی سعی میشود تا شوت به صورت همگرا طراحی گردد و این همگرایی در بسیاری از مواقع موجب به وجود آمدن جریانهای عرضی شده که باعث افزایش عمق آب میگردد. بنابراین تحقیق و بررسی در مورد تأثیر زوایای همگرایی سرریز بر عمق و محل تشکیل امواج ضروری به نظر میرسد. در این تحقیق، از نرمافزار Flow3D برای مدلسازی سهبعدی سرریز سد خیرآباد و بررسی تأثیر همگرایی دیوارههای شوت بر شکلگیری و توسعه امواج عرضی استفاده شده است. نتایج بهدستآمده نشان داد که با افزایش دبی ورودی سرریز و همچنین زاویه همگرایی سرریز، ارتفاع این امواج افزایش مییابد و در برخی موارد به ازای یک دبی ثابت ارتفاع موج به بیش از دو برابر عمق متوسط جریان در مقطع موردبررسی خواهد رسید. نتایج شبیهسازی به ازای یک همگرایی معین نشان داد با افزایش دبی نسبت بیشینه ارتفاع موج به عمق متوسط جریان در همان نقطه، کمتر خواهد شد. بهعبارتدیگر در دبیهای پایینتر موج عرضی بلندتری نسبت به عمق متوسط تشکیل خواهد شد. همچنین نتایج تحقیق نشان داد با افزایش زاویه همگرایی شوت، علیرغم افزایش ارتفاع امواج شکلگرفته، محل شکلگیری امواج با حداکثر ارتفاع به سمت بالادست شوت منتقل میشود.
https://jhyd.iha.ir/article_98967_cb6492c9124452b685cbea197252b92c.pdf
2019-11-22
67
84
10.30482/jhyd.2019.174636.1373
شبیهسازی عددی سیستم تخلیه سیلاب
همگرایی شوت
سد خیرآباد
امواج عرضی
امواج دمخروسی
Flow-3D
سحر
بیابانی
sahar.biabani@gmail.com
1
دانشجوی کارشناسی ارشد رشته آب و سازه های هیدرولیکی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
AUTHOR
مهدی
حمیدی
hamidi@nit.ac.ir
2
گروه سازه، زلزله و سازه های هیدرولیکی، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
LEAD_AUTHOR
بهرام
نوایی نیا
navayi@nit.ac.ir
3
گروه سازه، زلزله و سازه های هیدرولیکی، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
AUTHOR
Chai, T. and Draxler, R. R. (2014). Root mean square error (RMSE) or mean absolute error (MAE)–Arguments against avoiding RMSE in the literature. Geoscientific model development, 7(3), 1247-1250.
1
Doctors, L. J. and University of New South Wales. (2007). A numerical study of the resistance of transom-stern monohulls. Ship Technology Research. 54(3), 134-144.
2
Flow3D, Help, Ver. 11.0.4, Flow Science Inc.
3
Ghadimi, P., Dashtimanesh, A., Zamanian, R., Feizi Chekab, M.A. and Mirhosseini, S.H.R. (2015). Rooster tail depression by originating a modified transom stern form using a Reynolds averaged Navier Stokes solver. Sc. Iran.Trans. B Mech. Eng 22.3 765-777.
4
Iran Water Reasearch Institute. (2012). The final report of Khairabad dam hydraulic tests, Iran Ministry of Energy. (in Persian)
5
Kavianpour, M., Mousavi mehr, S., Mokhtarpour, A., Roshan, R. (2013). Investigating the pier Effect on rooster tail Structure Profiles on gated chute spillway. Seventh National Congress on Civil Engineering. (in Persion)
6
Maki, K. J., Doctors, L. J., Beck, R. F., & Troesch, A. W. (2006). Transom-stern flow for high-speed craft. Australian Journal of Mechanical Engineering, 3(2), 191-199.
7
Mousavi Mehr, M., Kavianpour, M., Mokhtarpour, A. (2014). Investigation of the waves caused by the pier on the gated spillway. journal of Hydraulic. 8(2), 1-18. (in Persion)
8
Pagliara, S., Kurdistani, S. M. and Palermo, M. (2012). Effects of vertical deflectors on rooster tail geometry. In 2nd IAHR European Congress. Technische Universität München- Lehrstuhl für Wasserbau und Wasserwirtschaft Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt.
9
Pagliara, S., Kurdistani, S. M. and Roshni, T. (2011). Rooster tail wave hydraulics of chutes. Journal of Hydraulic Engineering, 137(9), 1085-1088.
10
Rajaratnam, N. (1990). Skimming flow in stepped spillways. Journal of Hydraulic Engineering. 116(4), 587-591.
11
Reinauer, R. and Hager, W. H. (1997). Pier waves in sloping chutes. Int. J. Hydropower Dams. 4(3), 100-103.
12
Reinauer, R. and Hager, W. H. (1994). Supercritical flow behind chute piers. Journal of Hydraulic Engineering. 120(11), 1292-1308.
13
Sheng, C., Jian, Z., Ming, H. and Hazrati, A. (2013). Experimental study on water-wing characteristics induced by piers in flood drainage culverts. Scientia Iranic.Transaction A, Civil Engineering, 20(5), 1320.
14
Wu, J. H., Cai, C. G., Ji, W., Ruan, S. P. and Luo, C. (2005). Experimental study on cavitation and water-wing for middle-piers of discharge tunnels. Journal of Hydrodynamics, Series B, 17(4), 429-437.
15
Wu, J. H. and Yan, Z. M. (2008). Hydraulic characteristics of bottom underlay-type pier for water-wing control. Journal of Hydrodynamics, 20(6), 735-740.
16
Xue, H., Diao, M., Ma, Q. and Sun, H. (2018). Hydraulic Characteristics and Reduction Measure for Rooster Tails Behin Spillway Piers Arabian Journal of Science and Engineering, 1-8.
17
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی عملکرد مدل اتوماتای سلولی در شبیهسازی سیلابهای شهری
افزایش فراوانی و شدت سیلابها در حوضههای شهری باعث ایجاد خسارات جدی به شهرها میشود. یکی از چالشهای مهم در تحلیل سیلابهای شهری، شبیهسازی دو بعدی جریانهای سطحی ناشی از پسزدگی رواناب از سیستم زهکشی است. بنابراین توسعه یک مدل شبیهسازی سیلاب که بتواند سیلاب را با دقت و سرعت قابل قبول در حوضههای شهری با توپوگرافی پیچیده شبیهسازی و بخشهای متاثر از سیلاب را در این حوضهها مشخص کند از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق یک مدل عددی شبیهسازی سیلاب بر پایه روش اتوماتای سلولی با هدف کاهش زمان و حجم محاسبات نسبت به روشهای معمول تحلیل دو بعدی سیلاب، توسعه داده شدهاست. عملکرد مدل اتوماتای سلولی توسعه داده شده در مطالعه حاضر با مدلهای هک راس ، مدلی بر پایه معادلات آب کم عمق و مدل تیوفلو که با روشهای معمول شبیهسازی هیدرولیکی جریان آب را روندیابی میکنند، در حالات شبیهسازی یک و دو بعدی مورد آزمون قرار گرفته است. همچنین شرایط پایداری با توجه به ابعاد شبکه و اندازه گام زمانی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این مدل نشان می دهد که روش پیشنهادی با استفاده از دادههای توپوگرافی و زبری سطح به عنوان ورودی، با دقت قابل قبول جریان روانآبهای سطحی را در حالات یک بعدی و دو بعدی روندیابی میکند. همچنین زمان شبیهسازی جریان در این مدل حدود 60 برابر کمتر از روش معادلات آب کم عمق است.
https://jhyd.iha.ir/article_99240_fe5aff366f2199314f0834805c52d80c.pdf
2019-11-22
85
98
10.30482/jhyd.2019.99240
سیلاب شهری
اتوماتای سلولی
مدلسازی هیدرولیکی
رواناب سطحی
سید عباس
حسینی
abbas_hoseyni@srbiau.ac.ir
1
گروه مهندسی آب، دانشگده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
LEAD_AUTHOR
سارا
نظیف
snazif@ut.ac.ir
2
عضو هیات علمی دانشکده مهندسی عمران پردیس دانشکده های فنی دانشگاه تهران
AUTHOR
حسین
عباسی زاده
h.abbasizdeh@sribia.ac.ir
3
دانشکده عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
AUTHOR
Alba, E. and Troya, J. (2000). Cellular Evolutionary Algorithms: Evaluating the Influence of Ratio. Lecture Note in Computer Science, Springer, 1917, 29-38.
1
Bradford, S.F. and Sanders, B.F. (2002). Finite-Volume Model for Shallow-Water Flooding of Arbitrary Topography. Journal of hydraulic engineering. 128(3), 289-298.
2
Cai, X., Li, Y. Guo X. and Wu, W. (2014). Mathematical Model for Flood Routing based on Cellular Automaton. Water Science and Engineering. 7(2), 133-142
3
Dottori, F. and Todini, E. (2010). A 2D Flood Inundation Model based on Cellular Automata Approach. Proceedings of International Conference on Water Resources, Cimne Barcelona, Spain.
4
Dottori, F. and Todini, E. (2011). Developments of a Flood Inundation Model based on the Cellular Automata Approach: Testing Different Methods to Improve Model Performance. Physics and Chemistry of the Earth. 36, 266–280.
5
Dottori, F., Grazzini, F., Lorenzo M., Spisni A. and Tomei F. (2014). Analysis of flash flood scenarios in an urbanized catchment using a tow-dimensional hydraulic model. Evolving in Water Resources Systems, 364, 198-203.
6
Jaberi, A., Ayanzadeh, R. and Zavar Mousavi, A.S. (2012). Two-layer Cellular Automata Based Cryptography. Trends in Applied Sciences Research, 7, 68-77.
7
Hus, M.H., Chen, S.H. and Chang, T.J. (2000). Inundation Simulation for Urban Drainage basin with Storm Sewer System. Journal of hydrology, 234(2), 21-34.
8
Hus, M.H., Chen, S.H. and Chang, T.J. (2002). Dynamic Inundation Simulation of Storm Water Interaction Between Sewer System and Overland Flows. Journal of the Chinese Institute of Engineers. 25(2), 171-177.
9
Hunter, N.M., Bates, P. D., Horritt, M. S, and Wilson, M.D. (2007). Simple Spatially Distributed Models for Predicting Flood Inundation a Review, Geomorphology. 90, 208-225.
10
Hunter, N.M., Bates, P.D., Neelz, S., Pender, G., Villanueva, I., Wright, N.G., Liang, D., Falconer, R.A., Lin, B., Waller, S., Crossley, A.J. and Mason, D.C. (2008). Benchmarking 2D hydraulic models for urban flooding. Proceedings of the ICE - Water Management, 161(1). 13-30.
11
Liu, Y. and Pender, G. (2013). Carlisle 2005 urban flood event simulation using cellular automata-based rapid flood spreading model. Soft Computing, 17(1), 29-37.
12
Liu L., Wang, X., Yu, D., Liu, K., Huang, H. and Hu, G. (2015). Developing an Effective 2-D Urban Flood Inundation Model for City Emergency Management based on Cellular Automata. Natural Hazards and Earth System Sciences, 15, 381-391.
13
NDMA. (2010). National Disaster Management Guidelines: Management of Urban Flooding. National Disaster Management Authority, Government of India.
14
Neelz, S. and Pender, G. (2010). Benchmarking of 2D hydraulic modelling packages. Science Report. SC080035/SR, Environment Agency, Bristol, U.K.
15
Paz, A.R., Meller, A. and Silva, G.B.L. (2011). Coupled 1D-2D hydraulic simulation of urban drainage system: model development and preliminary results. International Conference on Urban Drainage, Porto Alegre, Brazil.
16
Seyoum D.S., Vojinovic, Z., Price, R.K. and Weesakul. S. (2012). Coupled 1D and Noninertial 2D Flood Inundation Model for Simulation of Urban Flooding. Journal of Hydraulic Engineering, 138(1). 23-34.
17
ORIGINAL_ARTICLE
ارزیابی عملکرد هیدرولیکی شبکه آب آتشنشانی پالایشگاه گاز ایلام (رینگ میانی)
شبیهسازی هیدرولیکی خطوط انتقال و شبکههای توزیع آب آتشنشانی ابزار مناسبی برای ارزیابی آنها است. در این تحقیق عملکرد شبکه آب آتشنشانی پالایشگاه گاز ایلام (رینگ میانی) با مطالعات میدانی و شبیهسازی هیدرولیکی ارزیابی شد و نیازها و مشکلات این شبکه شناسایی شد. شبکه آب آتش نشانی پالایشگاه به سه ناحیه یا رینگ بالایی، میانی و پایین تقسیم شده است و هر ناحیه وظیفه اطفای حریق بخشی از محدوده پالایشگاه را بر عهده دارد. محاسبات هیدرولیکی خط انتقال آب از منبع آب اصلی پالایشگاه به منبع آب رینگ میانی دارای شیر کشویی در چهار حالت بهرهبرداری انجام گرفت. سناریوهای مختلف آتشسوزی برای بررسی عملکرد شبکه آب آتشنشانی انجام گرفت. بحرانیترین سناریو، آتشسوزی در مخازن استوانهای با سقف شناور است که دبی مورد نیاز جهت اطفاء حریق آن m3/h 1375 است. تحلیل حساسیت نسبت به تغییرات ضریب زبری لولهها و دبی مورد نیاز در شبکه انجام گرفت. با افزایش20 درصدی زبری، فشار در رینگ 5/3 درصد کاهش یافت. در حالت افزایش دبی مورد نیاز، فشار پمپاژ و دلوج به ترتیب 2/3 و 2/12 درصد کاهش یافت. بازدیدهای میدانی انجام گرفته نشان داد که 20 درصد از شیرهای آتشنشانی شبکه دچار خرابی و نشت هستند. بررسی میدانی عملکرد سیستم خنککاری مخازن استوانهای با روشن بودن یک و دو پمپ الکتریکی انجام گردید. بررسی میدانی سیستم فوم مخازن استوانهای با روشن بودن یک پمپ دیزل انجام گردید. فشار مربوطه در حین مانور در ایستگاه پمپاژ رینگ میانی برابر با 12 بار ثبت شد و این فشار بالا میتواند باعث خرابی تجهیزات رینگ گردد.
https://jhyd.iha.ir/article_99241_30d669b7c0375b1f513ece7055b23ca2.pdf
2019-11-22
99
111
10.30482/jhyd.2019.178879.1382
آتش نشانی
پالایشگاه گاز ایلام
شبیه سازی هیدرولیکی
WaterGEMS
جعفر
مامی زاده
j.mamizadeh@ilam.ac.ir
1
گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران
LEAD_AUTHOR
علی
کمندی
alikamandi412@yahoo.com
2
رئیس واحد آتش نشانی، پالایشگاه گاز ایلام، ایلام، ایران
AUTHOR
Abdy Sayyed, M. A. H., Gupta, R. and Tanyimboh, T.T. (2014). Modeling pressure deficient water distribution networks in EPANET. Procedia Engineering, 89(1), 626 – 631.
1
Abzadeh, F. and JaliliGhazizadeh, M. (2009). Comparison of the fire design scheme of water distribution networks in Iran (No.117-3) with other countries. Eighth International Civil Engineering Congress., Shiraz University, IRAN. (in Persian).
2
Ang, W. K. and Jowitt, P.W. (2006). Solution for water distribution systems under pressure-deficient conditions. Journal of Water Resources Planning and Management, ASCE, 132(3), 175–182.
3
Asgaripour, T., Farati, M., Kazemi, A. and Marzban, M. (2018). Hydraulic modelling the fire network of a combined cycle power with the approach of evaluating and analyzing the performance of fire extinguishing systems. Ioh.15 (3), 1-10. (in Persian)
4
Babu, K. S. J. and Mohan, S. (2012). Extended period simulation for pressure-deficient water distribution network. Journal of Computing in Civil Engineering, ASCE, 26(4), 498–505.
5
Banazadeh ghomi, A., Barani, Gh. and Akbari, M. (2014). Optimization of the time schedule of water pumping to the reservoir of the water supply network. National Conference on Energy Consumption Optimization in Sciences and Engineering., Babol. IRAN (In Persian).
6
Biareh, S., Mehdipour, A., Mohamadi, H., Rasolzadeh, A., Mohamadi, M. and Ershadi, R. (2016). Simulation and investigation of the water hammer phenomenon at the outlet of fire-fighting pumps of parsian refinery and providing a novel solution for controlling. The First International Conference on Chemistry, Chemistry and Petroleum Engineering., Shiraz, IRAN. (in Persian)
7
Kang, D. and Lansey, K. E. (2010). Demand and roughness estimation in water distribution systems. Journal of Water Resources Planning and Management. 137(1), 20-30.
8
Fontana, N., Giugni, M. and Portalano, D. (2012). Losses reduction and energy production in water-distribution networks. Journal of Water Resources Planning and Management.138(3), 237–244.
9
HIRBODAN EPC CO. (2000). Fire water system specification. ILAM Gas Treating Plant.
10
HIRBODAN EPC CO. (2001). Fire fighting pumps control philosophy. ILAM Gas Treating Plant.
11
Jafari , R., Khanjani, M. and Esmaeilian, H. (2015). Pressure management and electric power production in water distribution system using pump as turbine. Journal of AWWA . 107(7), 351-363.
12
Kanta, L., Zechman, E. and Brumbelow. K. (2011). Multiobjective evolutionary computation approach for redesigning water distribution systems to provide fire flows. Journal of Water Resources Planning and Management.138(2), 144-52.
13
Mamizadeh, J. and Sharonizadeh, Sh. (2017). Application of modified complementary reservoir approach in analysis of water distribution networks under pressure-deficient conditions. Urban Water Journal. 14 (4), 386-393.
14
Ministry of Energy. (2011). Design criteria of urban and rural water supply and distribution systems. no . 380-A. Bureau of Engineering and Technical Criteria for Water and Wastewater. (in Persian)
15
Nasrabadi, M. and Parvareshrizi, A. (2013). Design of water supply networks. Noavar Publishing, Tehran (in Persian).
16
Sargaonkar, A. and Islam, R. (2009). Application of GIS in water distribution system assessment. J Environ Sci Eng. 51(4), 321-334.
17
Sharonizadeh, Sh., Mamizadeh, J. and Sarvarian, J. (2016). Comparison of solution methods for analyzing water distribution networks under pressure-deficient conditions. Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua. 65 (4), 330-341.
18
Xiao, C., Li, B., He, G., Sun, J., Ping, J. and Wang, R. (2014). Fire flow capacity analysis based on hydraulic network model. Proced Engin. 89(1), 386-394.
19
Zaji, A. and Barani, Gh. (2011). Optimization of the number and location of fire hydrants in the design of urban water supply networks. The 10th Hydraulic Conference, Iran Hydraulic Association., Guilan University, IRAN. (in Persian)
20
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی رفتار هیدرولیکی و پایداری سد خاکی همگن با زهکش ترکیبی
در این پژوهش، استفاده از زهکش ترکیبی بعنوان جایگزینی برای زهکش پنجهای در سدهای خاکی همگن تا ارتفاع 35 متر پیشنهاد و عملکرد آن از منظر هیدرولیکی و پایداری کلی سد بررسی و با زهکش پنجهای مقایسه شده است. برای نیل به این هدف، ابتدا با استفاده از مدل فیزیکی عملکرد هیدرولیکی زهکش ترکیبی مورد بررسی قرار گرفت. پس از اطمینان از تاثیر مثبت این جایگزینی بر عملکرد هیدرولیکی و تطابق مناسب مدلسازی عددی و فیزیکی، آنالیزهای مختلف تراوش و پایداری با مدلسازی عددی به کمک نرمافزاری ژئواستودیو انجام شد. به این ترتیب که در مدلهای عددی ارتفاع زهکش پنجهای بین 20 تا 50 درصد کاهش و بخشی از مصالح باقیمانده بصورت زهکش افقی، با زهکش پنجهای کاهش یافته، ترکیب شد. طبق نتایج، در مدلهایی که نصف مصالح باقیمانده از کاهش ارتفاع زهکش پنجهای، در ایجاد قسمت افقی استفاده شده بود، حداقل فاصلهی عمود مابین شیب پاییندست با سطح آزاد آب در داخل بدنه بین 11 تا 157 درصد افزایش و حجم مصالح زهکش بین 25 تا 50 درصد در مقایسه با مدلهای دارای زهکش پنجهای کاهش مییابد. از طرفی، استفاده از زهکش ترکیبی با عملکرد هیدرولیکی یکسان با زهکش پنجهای، ضمن کاهش 18 تا 60 درصدی حجم مصالح زهکش، علیرغم حذف بخشی از مصالح درشتدانه که مقاومت برشی بیشتری نسبت به مصالح بدنه دارند، به دلیل سهم کمتر ناحیهی زهکش در طول سطح لغزش و پایین افتادن سطح آزاد آب و افزایش تنش موثر در بخش پنجه، منجر به کاهش حداکثر تا 68/10 درصد در پایداری شیبهای پاییندست گردید.
https://jhyd.iha.ir/article_99242_c517a300ab97b990b42af1907bb1ad80.pdf
2019-11-22
113
128
10.30482/jhyd.2019.185493.1389
سدخاکی همگن
زهکش ترکیبی
تحلیل تراوش
تحلیل پایداری
مدلسازی فیزیکی و عددی
اعظم
کوه پیما
azamkouhpeyma@gmail.com
1
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بینالمللی امام خمینی (ره)
AUTHOR
فواد
کیلانه ئی
kilanehei@eng.ikiu.ac.ir
2
عضو هیئت علمی گروه مهندسی عمران دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)
LEAD_AUTHOR
محمود
حسنلوراد
hassanlou@eng.ikiu.ac.ir
3
دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بینالمللی امام خمینی (ره)
AUTHOR
رضا
ضیایی موید
ziaie@eng.ikiu.ac.ir
4
دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین-المللی امام خمینی (ره)
AUTHOR
Abdul Hussain, I.A., Kashyap, D. and Hari Prasad, K.S. (2007). Seepage modeling assisted optimal design of a homogeneous earth dam: Procedure evolution. Journal ofirrigation and drainage engineering, 133(2), 116-130
1
Boufadel, M.C., Suidan, M.T., Venosa, A.D. and Bowers, M.T. (1999). Steady seepage in trenches and dams: effect of capillary flow. Journal of Hydraulic Engineering,125(3), 286-294.
2
Bowles, L. (1996). Foundation analysis and design, McGraw-Hill.
3
Casagrande, A. (1937). Seepage through dams, Harvard University Publication 209.
4
Cedergren, H.R. (1977). Seepage, drainage and low nets, Wiley- Interscience publication.
5
Chahar R. (2004). Determination of length of a horizontal drain in homogeneous earth dams, Journal of irrigation and drainage engineering.
6
Creager, W.P., Justin, J.D. and Hinds, J. (1944). Engineering for dams. V, III. Earth, rock-fill steel and timber dams, Wiley, New York.
7
Freeze, R. A. (1971). Influence of the unsaturated flow domain on seepage through earth dams. Water resources research, 7(4), 929-941.
8
Forchheimer, P. (1930). Hydraulik. Third edition, Teubner, Leipzig, Berlin, Germany.
9
GEO-SLOPE International Ltd. (2009). Seepage Modeling with SEEP/W 2007 Version. An Engineering Methodology, Fourth Edition.
10
GEO-SLOPE International Ltd. (2008). Stability Modeling with SLOPE/W 2007 Version. An Engineering Methodology, Fourth Edition.
11
Irzooki, R. H. (2012). Computation of Seepage through Homogenous Earth Dams with Horizontal Toe Drain.
12
Jahangiri, S., Kilanehei, F. and Hassanlourad, M. (2018). Investigation of valley shape and arc radius on the seepage analysis of arched earth dams using 3D numerical modeling, Journal of Hydraulics, 13(2), 83-93. (in Persian)
13
Kozeny, J. (1931). Grundwasserbewegung bei freiem spiegel, fluss und kanalversickerung. Wasserkraft und Wasserwirtschaft, No. 3.
14
Mahmoud, A., Badakhshan, M. and Seifi, A. (2016). The Effect on The Leakage Flow Along the Horizontal Drainage, Power, Drifted and Hydraulic Gradient in Homogeneous Earth Dam by Numerical Simulation, Journal of engineering and construction management, 1(3), 20-23. (in Persian)
15
Malekpour, A., Farsadizadeh, D., Hosseinzadeh Dalir, A. and Sadrekarimi, J. (2012). Effect of horizontal drain size on the stability of an embankment dam in steady and transient seepage conditions. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences 36(2), 139-152
16
Mishra, G. and A. Singh (2005). Seepage through a levee. International Journal of Geomechanics 5(1), 74-79
17
Mishra, G. C. and B. P. Parida (2006). Earth dam with toe drain on an impervious base. International Journal of Geomechanics, 6(6), 379-388.
18
Najafpour, N., Shayannejad, M. and Samadi, H. (2014). Investigation on Seepage Pattern and Design of Toe Drain in Homogenous Earth Dam on Impervious Foundation Using Physical Model and PLAXIS. Journal ofWater and Soil, 28(3), 451-461. (in Persian)
19
Rahimi, H. (2015). Embankment Dams. University of Tehran Press. (in Persian)
20
Salmasi, F. and B. Mansuri (2014). Effect of Homogeneous Earth Dam Hydraulic Conductivity Ratio (K x/K y) with Horizontal Drain on Seepage. Indian Geotechnical Journal, 44(3), 322-328.
21
Sharma, H. D. (1991). Embankment dams, Oxford & IBH Publishing Company.
22
Sherard, J. L., Woodward, R. J., Gizienski, S. F. and Clevenger, W.A. (1966). Earth and earth-rock dams, Wiley, New York, 25, 130.
23
Tesarik. D.R. and Kealy, C.D. (1984). Estimation horizontal drain design by the Finite-Difference method. International journal of mine water, 3(3), 1-19.
24
USBR, U. (1987). Design of small dams. Water Resources Technical Publication Series.
25
Wood, D. M. (2014). Geotechnical modelling, CRC press.
26
Yazdani, S., Yazdani, M. and Ahmadi, M.T. (2008). Evaluation of Geometrical Characteristics of Rock Joints on Hydraulic Behavior and Seepage through the Abutments of Concrete Arch Dams, Journal of Hydraulics, 3(1), 33-44. (in Persian)
27
ORIGINAL_ARTICLE
مطالعه آزمایشگاهی تاثیر برداشت شن و ماسه از بستر رودخانهها بر الگوی آبشستگی گروهپایههای پل
برداشت شن و ماسه، بخصوص از مکانهایی با پتانسیل کمتر، پارامترهای رسوب و جریان اطراف پایههای پل را تحت تاثیر قرار داده و با ایجاد تلاطم و افزایش بار رسوبی در جریان منجر به تاثیرات منفی بر میزان و وسعت آبشستگی حول پایههای پل میگردد. در تحقیق حاضر، تاثیر برداشت مصالح رودخانهای و پارامترهای هیدرولیکی و رسوبی، بر آبشستگی گروهپایه پل، بررسی گردید. بدین منظور 22 آزمایش در دو دانهبندی مختلف A (قطر متوسط ذرات mm78/0) و B (قطر متوسط ذرات mm78/0)، برای دو حالت بستر با گودال و بدون گودال مورد بررسی قرار گرفت. دو گروهپایه با سه پایه متوالی در راستای جریان در بالادست و پاییندست بستر متحرکی به طول 25/4 متر، درون کانالی به طول 13 متر و عرض 2/1 متر قرار گرفته است. تاثیر برداشت مصالح بر میزان آبشستگی در هر دو قسمت بالادست و پاییندست گروهپایههای مذکور در شرایط جریان زیر بحرانی (محدوده عدد فرود 1/0-5/0) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در اعداد فرود 5/0 برای هر دو مدل A و B، وسعت در پایه اول در بستر بالادست دارای بیشترین مقدار و در اعداد فرود 25/0 نیز برای هر دو مدل A و B پایه چهارم که در بستر پاییندست واقع است، بیشترین وسعت آبشستگی را به خود اختصاص میدهد. بررسی پاییندست گروهپایهها برای برداشت شن و ماسه، نشان داد که گروهپایهها به برداشت مصالح از پاییندست خود حساستر هستند. چراکه با برداشت مصالح از بالادست گروهپایه، عمق آبشستگی کاهش و برداشت از پاییندست این گروهپایه، عمق آبشستگی را افزایش میدهد.
https://jhyd.iha.ir/article_99243_a6cda12f7da407cd0d1c666ba42748ea.pdf
2019-11-22
129
145
10.30482/jhyd.2019.186662.1391
الگوی آبشستگی
گروهپای
دانهبندی بستر
برداشت مصالح
مهدی
ماجدی اصل
mehdi.majedi@gmail.com
1
استادیار گروه عمران- آب دانشگاه سراسری مراغه
LEAD_AUTHOR
رسول
دانشفراز
daneshfaraz@yahoo.com
2
گروه عمران دانشکده فنی ومهندسی، دانشگاه مراغه
AUTHOR
سعیده
ولیزاذه
valizadeh.saeideh@gmail.com
3
دانشجو کارشناسی ارشد دانشگاه سراسری مراغه، ایران
AUTHOR
Tafarojnoruz, A., Gaudio, R. and Calomino F. (2012). Evaluation of flow-altering countermeasures against bridge pier scour. Journal of Hydraulic Engineering, 138, 297-305.
1
Daneshfraz, R., Chabokpour, J. and Dasine, M. (2018). The experimental investigation of the maximum depth and length of pit holes created by bed material removal under subcritical flow condition. Water and Soil Conservation, 26(1), 111-130 (in Persian).
2
Zarrati, A.R., Chamani, M.R., Shafaie, A. and Latifi, M. (2010). Scour countermeasures for cylindrical piers using riprap and combination of collar and riprap. International Journal of Sediment Research, 25, 313-22.
3
Graf, W. and Istiarto, I. (2002). Flow pattern in the scour hole around a cylinder. Journal of Hydraulic Research, 40, 13-20.
4
Ansari, S., Kothyari, U. and Ranga Raju, K. (2002). Influence of cohesion on scour around bridge piers. Journal of Hydraulic Research, 40, 717-29.
5
Rambabu, M., Rao, S.N. and Sundar, V. (2003). Current-induced scour around a vertical pile in cohesive soil. Ocean Engineering, 30, 893-920.
6
Melville, B.W. and Chiew, Y.-M. (1999). Time scale for local scour at bridge piers. Journal of Hydraulic Engineering, 125, 59-65.
7
Majedi ASL, M., Daneshfaraz, R. and Valizadeh, S. (2018). Experimental investigating effect of river materials mining on scouring around armed pier groups. Iranian Journal of Soil and Water Research. http://dx.doi.org /10.22059/ijswr.2019.269942.668062 (in Persian).
8
Vittal, N., Kothyari, U. and Haghighat, M. (1994). Clear-water scour around bridge pier group. Journal of Hydraulic Engineering, 120, 1309-18.
9
Valizadeh, S., Majedi Asl, M., Daneshfaraz, R. and Chabokpour, J. (2018). Laboratory study of the effect of Froude number on scour around a cable-protected base group in the presence of mining materials. Seventh National Hydraulic Conference of Iran, University of shahrekord (in Persian).
10
Özalp, M.C. and Bozkuş, Z. (2013). Experimental investigation of local scour around bridge pier groups: MSc thesis, Department of Civil Engineering. The graduate School of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University.
11
Hannah, C. (1980). Scour at pile groups, University of Canterbury Library.
12
Hancu, S. (1971). Sur le calcus des affouillements locaus dams la zone des piles des ponts, Proc., 14th IAHR Congress, Paris, France, Vol. 3, 299-313.
13
Salim, M. and Jones, J.S. (1996). Scour around exposed pile foundations. North American water and environment congress & destructive water: ASCE, 2202-11.
14
Rezaei, M., Daneshfraz, R. and Dasine, M. (2018). Experimental Investigation on the Effect of Adding Cationic and Polyacrylamide Caps on the Scouring of pier and Pit hole Under the Effects of River Matter. Iranian Hydraulic Association. 10.30482/jhyd.2018.81358. (in Persian)
15
Amini, A. (2001). Field and Laboratory Survey of Moving the Cavity of Harvesting Materials. Tarbiat Modarres University, Tehran. (in Persian)
16
Raudkivi, A.J. and Ettema, R. (1983). Clear-water scour at cylindrical piers. Journal of Hydraulic Engineering, 109, 338-350.
17
Richardson, E.V. and Davis, S.R. (2001). Evaluating scour at bridges. Publication No. FHWA NHI 01-001, Hydraulic Engineering Circular No. 18, Federal Highway Administration, U.S. Dept. of Transportation, Washington, D.C.
18
Jain, S. (1981). Maximum Clear-Water Scour around Cylindrical Piers, Journal of Hydraulic Engineering, 107(5), 611-625.
19
Julien, P.Y. (2010). Erosion and sedimentation: Cambridge University Press.
20
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل شبه دوبعدی ستون جدایش و بررسی رشد حباب ها در ضربه قوچ
در مقاله حاضر، ستون جدایش در لولههای پر فشار تحت تاثیر وقوع ضربه قوچ بصورت عددی با استفاده از مدل-های یک بعدی و شبه دو بعدی گسسته حفره گازی مورد مطالعه و بررسی قرار داده میشود. مدل یک بعدی برپایه روش مشخصهها مدلسازی شده و از مجموع اصطکاک ناماندگار برونون و اصطکاک شبه ماندگار برای شبیه سازی استهلاک انرژی استفاده میشود. در مدل پیشنهادی شبه دوبعدی، از معادلات مشخصه در راستای محور خط لوله و از معادلات تفاضل محدود در راستای شعاع برای مدل سازی ضربه قوچ استفاده شده و سپس با معادلات حاکمه مدل گسسته حفره گازی کوپل شده و مدل آشفتگی پنج لایه نیز برای شبیه سازی استهلاک انرژی بکار گرفته میشود. همچنین دینامیک رشد حبابها و روند تغییرات دما و فشار درون حبابها با استفاده از معادله رایلی-پلست نیز مورد بررسی و تحلیل قرار میگیرد. از مطالعه نتایج مدلها مشاهده میشود که مدل شبه دو بعدی در محاسبه استهلاک انرژی بویژه در سیکلهای پایانی ضربه قوچ موفقتر عمل کرده است.
https://jhyd.iha.ir/article_99244_8fe75ad10b2888428560ef205f2702dd.pdf
2019-11-22
147
160
10.30482/jhyd.2019.189659.1395
ضربه قوچ
ستون جدایش
اصطکاک ناماندگار
مدل شبه دوبعدی
تنش برشی
معادله رایلی-پلست
سیده مریم
موسوی فرد
mousavifard@fasau.ac.ir
1
مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فسا، فسا، ایران
LEAD_AUTHOR
رضا
روحی
re.roohi@fasau.ac.ir
2
دانشگاه فسا
AUTHOR
Adamkowski, A. and Lewandowski, M. (2009). A new method for numerical prediction of liquid column separation accompanying hydraulic transients in pipelines. J. Fluids Eng., 131, 071302.
1
Adamkowski, A. and Lewandowski, M. (2012). Investigation of hydraulic transients in a pipeline with column separation. J. Hyd. Eng., 138, 935–944.
2
Bergant, A. and Simpson, A.R. (1999). Pipeline column separation flow regimes. J. Hydraulic Eng. 125, 835–848.
3
Bergant, A. and Simpson, A.R. (1994). Estimating unsteady friction in transient cavitating pipe flow. In Water pipeline systems, edited by D. S. Miller, 3-16. London, UK: Mechanical Engineering Publication Limited.
4
Brunone, B. Golia, U.M. and Greco, M. (1991). Modelling of fast transients by numerical methods. in: Proc. Int. Conf. on Hydr. Transients with Water Column Separation. 273–280.
5
Daily, J.W. Hankey, W.L. Olive, R.W. and Jordaan, J.M. (1956). Resistance coefficients for accelerated and decelerated flows through smooth tubes and orifices. Trans. ASME 78, 17.
6
Ghidaoui, M.S. Zhao, M. McInnis, D.A. and Axworthy, D.H. (2005). A review of water hammer theory and practice. Applied Mechanics Reviews. 58, 49–76.
7
Hilgenfeldt, S. Brenner, M.P. Grossmann, S. and Lohse, D. (1998). Analysis of rayleigh-plesset dynamics for sonoluminescing bubbles, J. Fluid Mechanics, 365, 171-204.
8
Kim, H. and Kim, S. (2019). Two dimensional cavitation waterhammer model for a reservoir-pipeline-valve system. J. Hydraulic Res. 57, 327–336.
9
Pezzinga, G. and Cannizzaro, D. (2013). Analysis of transient vaporous cavitation in pipes by a distributed 2D model, J. Hydraulic Eng. 140, 04014019.
10
Santoro, V. Crimì, A. and Pezzinga, G. (2018). Developments and limits of discrete vapor cavity models of transient cavitating pipe flow: 1d and 2d flow numerical analysis. J. Hydraulic Eng. 144, 04018047.
11
Simpson, A.R. and Bergant, A. (1994). Numerical comparison of pipe-column-separation models. J. Hydraulic Eng. 120, 361–377.
12
Soares, A.K. Covas, D.I. and Carriço, N.J. (2012). Transient vaporous cavitation in viscoelastic pipes. J. Hydraulic Res. 50, 228–235.
13
Tomita, Y. and Shima, A. (1986). Mechanisms of impulsive pressure generation and damage pit formation by bubble collapse. J. Fluid Mechanics, 169, 535-564.
14
Vardy, A.E. and Hwang, K.L. (1991). A characteristics model of transient friction in pipes, J. Hydraulic Res. 29, 669–684.
15
Wylie, E.B. (1984). Simulation of vaporous and gaseous cavitation, J. Fluids Eng. 106, 307–311.
16
Wylie, E.B. and Streeter, V.L. (1993). Fluid transients in systems. Prentice Hall.
17
Zielke, W. Perko, H.D. and Keller, A. (1989). Gas release in transient pipe flow. In: Proceedings of the Sixth International Conference on Pressure Surges, BHRA, Cambridge, UK. 3–13.
18