ORIGINAL_ARTICLE
ارتقای بهرهوری آب در سرریزهای سه جانبی با تمرکز بر طول مؤثر تاج آنها
سرریزهای چندوجهی، سازههای هیدرولیکی مهم در تنظیم سطح آب و کنترل جریان در کانالها، رودخانهها و مخازن سدها به شمار میآیند. فرضیه اصلی در توسعه طرح چند وجهی این سرریزها، افزایش ظرفیت انتقال جریان در روی سرریز از طریق افزایش طول تاج سرریز در یک محدوده معین عرضی بوده است. با توجه به اهمیت بحث ارتقای بهرهوری آب در سازههای هیدرویکی، لزوم یافتن هندسه مناسب برای این نوع سرریزها همواره مسأله مهمی برای طراحان بوده است. در این تحقیق با هدف قرار دادن طول مؤثر تاج این نوع سرریزها، به مدلسازی عددی چند طرح پلان این سرریزها پرداخته شده است. نتایج حاکی از این است که طرح پلانهای دارای ناحیه تداخل جریانهای نرمال و جانبی بیشتر، بالاترین میزان کاهش طول مؤثر تاج سرریز را از خود نشان دادهاند. همچنین مدل سرریز شماره 5 به علت دارا بودن تنها یک ناحیه تداخل جریانهای نرمال و جانبی و نیز فشردگی ناچیز جریانهای ریزشی به علت دارا بودن بازوان کناری طویل، به عنوان نمونه مناسبی از لحاظ عملکرد آبگذری معرفی شده است.
https://jhyd.iha.ir/article_12972_cf3fd22a392c7386743d0474a9ec6eeb.pdf
2015-08-23
1
11
10.30482/jhyd.2015.12972
کنترل جریان
طول مؤثر تاج سرریز
مدلسازی عددی
نرمافزار Flow-3D
حامد
تقیزاده
1
شرکت مهندسی مشاور ترازآب جامع، تبریز
AUTHOR
سید علی اکبر
صالحی نیشابوری
salehi @yahoo.com
2
استاد سازههای هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
AUTHOR
عباس
نقوی
3
کارشناس ارشد مهندسی عمران، سازههای هیدرولیکی، شرکت مهندسی مشاور ترازآب جامع، گرگان
AUTHOR
امین
حسنی
aminh85@yahoo.com
4
دانشجوی دکتری مهندسی ﻋﻤﺮان، ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ ﻣﻨﺎﺑﻊ آب، ﺷﺮﮐﺖ آب ﻣﻨطقهای اﺳﺘﺎنﮔﻠﺴﺘﺎن، گرگان
LEAD_AUTHOR
رضا
الهیاری
5
کارشناس ارشد مهندسی عمران، سازه های هیدرولیکی، شرکت آب منطقهای استان آذربایجان شرقی، تبریز
AUTHOR
دانشبد، یونس و طالب بیدختی، ن. (1388). "شبیهسازی جریان بر روی سر ریز سد سیوند به کمک نرمافزار فلوئنت"، هشتمین کنفرانس هیدرولیک ایران، انجمن هیدرولیک ایران، دانشکده فنی دانشگاه تهران، تهران.
1
مؤسسه تحقیقات آب وزارت نیرو (1373). گزارش نهایی مدل هیدرولیکی سرریز سد شهید یعقوبی، گزارش 161، تهران.
2
مؤسسه تحقیقات آب وزارت نیرو (1375). گزارش نهایی مدل هیدرولیکی سرریز سد جره، گزارش 268، تهران.
3
Farney, H.S. and Markus, A. (1962). "Side Channel Spillway Design"; J. Hydr. Engrng. ASCE; Vol. 88, No. 3, pp. 131-154.
4
Hirt, C. and Nichols, B., (1981). "Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries". Journal of Computational Physics, Volume 39, Pages 201–225
5
Knight, Arthur C.E, (1989). "Design of Efficient Side Channel Spillway", J. Hydr. Engrng., ASCE; 115(9): 1275–1289.
6
Montazar and S.A.A. Salehi Neyshabouri, (2006). "Impact of some parameters affecting the hydraulic performance of u-shaped side spillway", Can. J. Civ. Eng. 33: 552-560
7
Novak, P. and Cabelka, J. (1981). Models in Hydraulic Engineering-Physical Principles and Design Applications, Pitman, London.
8
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی آزمایشگاهی تاثیر موقعیت آستانه بر توسعه زمانی عمق چاله آبشستگی اطراف گروه پایه کج با پی
پلها یکی از سازههای مهم در حوزه ارتباطات زمینی میباشند. با احداث این سازهها در رودخانه، الگوی جریانی با ساختاری سهبعدی در مجاورت پایههای آن شکل میگیرد که در نتیجة افزایش سرعت جریان و تشکیل گردابههای نعل اسبی و برخاستگی، بخشی از رسوبات اطراف پایه و پی آن دچار آبشستگی میشود و در صورت در نظر نگرفتن عمق کافی برای پی یا شمعها، تخریب پایههای پل، بهویژه در زمان سیلاب را به دنبال خواهد داشت. از این رو در کنار تحقیقات انجام شده در خصوص شناخت عوامل اثرگذار بر آبشستگی پایههای پل، اتخاذ تمهیدات مناسب برای کاهش آبشستگی از اهمیت زیادی برخوردار میباشد. در تحقیق حاضر تأثیر موقعیت آستانه بر توسعه زمانی آبشستگی اطراف گروه پایه کج در شرایط مختلف هیدرولیکی و رقوم کارگذاری پی بصورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. گروه پایه مورد بررسی متشکل از دو پایه کج مستطیلی با ابعاد 5/2 در 5/3 سانتیمتر و زاویه تمایل 28 درجه بر روی پی با ابعاد 10 در 16 سانتیمتر، بود. آزمایشها تحت شرایط مختلف موقعیت آستانه (مقابل، وسط و پاییندست پی)، سرعت، عمق جریان و نیز رقومهای نسبی مختلف کارگذاری پی (فاصله روی پی تا سطح بستر نسبت به عرض پایه)، 1-، 5/0-، صفر و 1+، انجام شد. بررسی نتایج نشان داد که موقعیت قرارگیری آستانه تأثیر محسوسی بر روند توسعه زمانی چاله آبشستگی دارد. مقایسههای صورت گرفته حاکی از آن است که کارگذاری آستانه در مقابل پی نسبت به سایر موقعیتهای نصب آستانه، کارایی بیشتری در کاهش آبشستگی دارد. مقایسه نتایج نشان داد برای کلیه ترازهای کارگذاری پی، بطور متوسط مقدار عمق لحظهای آبشستگی با استقرار آستانه جلویی 22 درصد، آستانه میانی، 18 درصد و آستانه انتهایی 15 درصد کاهش مییابد.
https://jhyd.iha.ir/article_12973_297b4929e593bb1169c065fff79490e6.pdf
2015-08-23
13
25
10.30482/jhyd.2015.12973
آبشستگی
آستانه
توسعه زمانی
رقوم کارگذاری
گروه پایه کج
پی
مهدی
اسمعیلی ورکی
esmaeili.varaki@yahoo.com
1
دانشگاه گیلان
LEAD_AUTHOR
سیده سمیرا
سعادتی پاچهکناری
sepide_saadati86@yahoo.com
2
دانشجوی کارشناسی ارشد
AUTHOR
رامین
فضل اولی
ramifazl@yahoo.com
3
استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه منابع طبیعی و کشاورزی ساری
AUTHOR
اسمعیلی ورکی، م. موسی پور، س. و حاتم جعفری، م. (1392). "بررسی آزمایشگاهی تأثیر شرایط هندسی و هیدرولیکی بر مشخصات آبشستگی اطراف گروه پایه کج با فونداسیون". مجله پژوهش آب ایران، سال هفتم، شماره سیزده، ص.ص. 151-141.
1
حیدرپور، م. افضلی مهر، ح. و نادری بنی، م. (1382). "کنترل و کاهش آبشستگی موضعی در پایههای پل با مقاطع مستطیلی گرد گوشه با استفاده از شکاف." علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، سال هفتم، شماره سوم، ص.ص. 151-141.
2
حسینی، س. ح. حسین زاده دلیر، ع. و ارونقی، ه. (1389). "کنترل آبشستگی در اطراف پایههای مستطیلی با کاربرد صفحات مستغرق و طوق". نهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، آبان ماه 1389، دانشگاه تربیت مدرس.
3
دبردانی، الف. صانعی، م. و قربانی، ب. (1389). "بررسی تأثیر صفحات مستغرق دو گانه با کولهای متفاوت در کاهش آبشستگی موضعی پایه پل با استفاده از نمودار زمانی". نهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، آبان ماه 1389، دانشگاه تربیت مدرس.
4
رازی، س. حسین زاده دلیر، ع. سلمانی، ف. و فرسادی زاده، د. (1389). "تأثیر موقعیت آبپایه در کاهش آبشستگی در پایههای استوانهای". نهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، آبان ماه 1389، دانشگاه تربیت مدرس.
5
کشاورزی، ع. سیستانی، ب. و رنجبر زاهدانی، م. (1388). "بررسی تأثیر سازههای منحرف کننده جریان بر روی آبشستگی موضعی در اطراف پایههای پلهای استوانهای". هشتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران، اردیبهشت 1388، دانشگاه شیراز.
6
Ataie-Ashtiani, B., Baratian-Ghorghi, Z., and Beheshti, A. A. (2010). "Experimental investigation of clear-water local scour of compound piers". J. Hydraul. Eng., 136(6): 343–351.
7
Breusers, N. H. C. and A. J. Raudkivi. (1991). Hydraulic structure design manual: scouring. Vol. 2, Balkema, Rotterdam, Netherlands.
8
Cardoso, A. H., and Bettess, R. (1999). "Effects of time channel geometry on scour at bridge abutment". ASCE, J. Hydraul. Eng., 125(4): 388–399.
9
Chang,W. Y., Lai, J. S., and Yen, C. L. (2004). "Evolution of scour depth at circular bridge piers". J. Hydraul. Eng., 130(9): 905–913.
10
Coleman, S. E. (2005). "Clear water local scour at complex piers". ASCE, J. Hydraul. Eng., 131(4), 330–334.
11
El-Razek, M.A., El-Motaleb, M.A. and Bayoumy, M. (2010). "Scour reduction around bridge piers using internal opening through the pier". Alexandria Engineering Journal, Vol. 42, No. 2, 241-248.
12
Grimaldi, C., Gaudio, R., Calomino, F. and Cardoso, A., (2009). "Control of scour at bridge piers by a downstream bed sill". ASCE, J. Hydraul. Eng., 135(1): 13–21.
13
Kothyari, U. C., Garde, R. J., and Ranga Raju, K. G. (1992b). "Temporal variation of scour around circular bridge piers". ASCE, J. Hydraul. Eng., 118(8): 1091–1106.
14
Lagasse, P.F., Clopper, P.E, Pagán-Ortiz, J.E, Zevenbergen, L.W., Arneson, L.A., Schall, J.D., and Girard, L.G. 2009. "Bridge scour and stream instability countermeasures: experience, selection, and design guidance". FHWA, Hydraulic Engineering Circular No. 23.
15
Lee, s. and sturm, T.W. (2009). "Effect of sediment size scaling on physical modeling of bridge pier scour". ASCE, J. Hydraul. Eng., 135(10): 793-802.
16
Lu, J.-Y., Shi, Z.-Z., Hong, J.-H., Lee, J.-J., and Raikar, V. K. (2011). "Temporal variation of scour depth at non uniform cylindrical piers". ASCE, J. Hydraul. Eng., 137(1): 45–56.
17
Mashahir, M., Zarrati, A., and Mokallaf, E. (2010). "Application of riprap and collar to prevent scouring around rectangular bridge piers". ASCE, J. Hydraul. Eng., 136(3): 183–187.
18
Masjedi, A., Bejestan, M. and Esfandi, A. (2010). "Reduction of local scour at a bridge pier using collar in a 180 degree flume bend". Journal of Applied Sciences, 10 (2):124-131.
19
Melville, B.W. and Raudkivi, A. J. )1996(. "Effect of foundation geometry on bridge pier scour". ASCE, J. Hydraul. Eng., 122 (4): 203-209.
20
Melvill, B.W. and Chiew, Y.M. (1999). Time scale for local scour at bridge piers. ASCE, J. Hydraul. Eng., 125 (1): 59-65.
21
Melville, B.W. and Sutherland, A.J (1988). "Design method for local scour at bridge piers". ASCE, J. Hydraul. Eng., 114(10): 1210-1226.
22
Mia, M. F., and Nago, H. (2003). "Design method of time-dependent local scour at circular bridge pier". J. Hydraul. Eng., 129(6): 420–427.
23
Novak, P. Guinot, V., Jeffrey, A., and Reeve, D.E. (2010). Hydraulic modeling-an introduction: principles, methods and applications. CRC Press; First Edition, 616 p.
24
Oliveto, G., and Hager, W. H. (2002). "Temporal evolution of clear-water pier and abutment scour". ASCE, J. Hydraul. Eng., 128(9): 811–820.
25
Oliveto, G., and Hager, W. H. (2005). "Further results to time-dependent local scour at bridge elements". ASCE, J. Hydraul. Eng., 131(2): 97–105.
26
Pagliara, S., Carnacina, L., and Cigni, F. (2010). "Sills and gabions as countermeasures at bridge pier in presence of debris accumulations". Journal of Hydraulic Research Vol. 48(6): 764–774.
27
Raudkivi, A.J. and Ettema, R. (1983). "Clear-water scour at cylindrical piers". ASCE, J. Hydraul. Eng., 109(3): 339-350.
28
Sheppard, D. M., Odeh, M., and Glasser, T. (2004). "Large scale clear water local pier scour experiments". ASCE, J. Hydraul. Eng., 130(10): 957-963.
29
Simarro. G, Cristina M., Fael. S, and Cardoso., A. H. (2011). "Estimating equilibrium scour depth at cylindrical piers in experimental studies". ASCE, J. Hydraul. Eng., 137(9): 1089-1093.
30
Yanmaz, A. M. (2006). "Temporal variation of clear-water scour at cylindrical bridge piers". Can. J. Civil. Eng., 33: 1098–1102.
31
Zarrati, A., Nazariha, M., and Mashahir, M. (2006). "Reduction of local scour in the vicinity of bridge pier groups using collars and riprap". ASCE, J. Hydraul. Eng., 132(2): 154–162.
32
ORIGINAL_ARTICLE
بهینهسازی بهرهبرداری از سرریزهای دریچهدار در سیستمهای چند مخزنه با استفاده از الگوریتم ژنتیک با مطالعه موردی سیستم سدهای دز و بختیاری
در این تحقیق یک مدل شبیهسازی-بهینهسازی برای حداقلسازی خسارت سیلاب پاییندست، با استفاده از مانور دریچههای سرریز سیستمهای چند مخزنی فاقد سیستم پیشبینی سیلاب پیشنهاد شده است. در این نحقیق به منظور کنترل سیلاب در سدهایی که سرریز آنها از نوع دریچهدار میباشد، یک روش پلهای با هدف پاسخگویی بلادرنگ به وقوع سیلابهایی که از قبل هیچگونه آگاهی از شکل و اندازه هیدروگراف ورودی آنها وجود ندارد، ارائه شده است. در روش پیشنهادی، تصمیمگیری در رابطه با اینکه در هر تراز بحرانی، چه مقدار دبی رها شود، فقط بر اساس تراز آب مخزن صورت میگیرد. لذا تعیین میزان دبی خروجی در هر تراز مهمترین اقدام در این مرحله از کار است که با استفاده از یک مدل بهنیهسازی بر پایه اصول الگوریتم ژنتیک اعداد حقیقی تعیین شده است. تابع هدف مسأله بهینهسازی حداقلسازی خسارت سالیانه قابل انتظار در رودخانه پاییندست میباشد. به منظور نشان دادن عملکرد روش پیشنهادی، سیستم رودخانه دز شامل سدهای بختیاری و دز به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد و نتایج حاصل از تحقیق حاضر با نتایج تحقیقات قبلی مقایسه گردید. اجرای مدل شبیهسازی-بهینهسازی در سدهای مورد مطالعه سبب کاهش قابل ملاحظه در خسارت سالانه سیلاب قابل انتظار شده که نشان دهنده عملکرد مناسب مدل بهینهسازی میباشد.
https://jhyd.iha.ir/article_12974_d9d9246353382ab5cc5be27d7e1af3a2.pdf
2015-08-23
27
43
10.30482/jhyd.2015.12974
بهینهسازی
سیلاب
دریچه سرریز
الگوریتم ژنتیک
خسارت سیلاب
مرتضی
زرگر
mortezazargar@yahoo.com
1
دانشجوی دکترای مهندسی و مدیریت منابع آب ، گروه عمران ، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز
LEAD_AUTHOR
حسین
محمد ولی سامانی
samani@gmail.com
2
استاد گروه عمران ، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز
AUTHOR
علی
حقیقی
ali77h@gmail.com
3
دانشیار گروه عمران، ، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز
AUTHOR
اسدی پور، ن. و محمد ولی سامانی ح. (1389). "بهینهسازی عملکرد دریچههای سرریز سد برای مهار سیل با استفاده از منطق فازی"، مجله هیدرولیک، دوره 5، شماره 2، ص.ص. 13-29.
1
رضازاده، ک. و محمد ولی سامانی ح. (1381). "کنترل سیلاب در مخازن سدها و بهینهسازی بهرهبرداری از دریچهها". پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید چمران اهواز.
2
شرکت مهندسین مشاور دزآب (1384). "مطالعات مرحله دوم سد مخزنی بختیاری- گزارش هیدرولوژی"، شرکت توسعه منابع آب و نیروی ایران.
3
Acanal, N. and Haktanir, T. (1999). "Five stage flood routing for gated reservoirs by grouping floods into five different categories according to their return periods" Hydrological Sciences Journal, 44(2), 163–172.
4
Acanal, N., Yurtal, R. and Haktanir, T. (2000). "Multi-stage flood routing for gated reservoirs and conjunctive optimization of hydroelectricity income with flood losses", Hydrological Sciences Journal, 45(5), 675–688.
5
Ahmed, S. M. S. and Mays, L. W. (2013). "Model for determining real-time optimal dam releases during flooding conditions", Journal of Natural Hazards, 65(3), 1849-1861.
6
Arnell, N. W. (1988). "Expected annual damages and uncertainties in flood frequency estimation", Journal of Water Resources Planning and Management, ASCE, 115(1). 471-481.
7
Bagis, A. and Karaboga, D. (2007). "Evolutionary algorithm-based fuzzy PD control of spillway gates of dams", Journal of the Franklin Institute, 344(8), 1039–1055.
8
Bayat, B., Mousavi, S. J. and Montazeri Namin, M. (2011). "Optimization-simulation for short-term reservoir operation under flooding conditions." Journal of Water Supply: Research and Technology-AQUA, IWA Publishing, 60(7), 434-447.
9
Chang, F. J. and Chen, L. (1998). "Real-code genetic algorithm for rule-base flood control reservoir management", Water Resource Management. 12(3), 185-198.
10
Chang, L. C. (2008). "Guiding rational reservoir flood operation using penalty-type genetic algorithm", Journal of Hydrology. 354(1), 65–74.
11
Chang, L. C., Chang, F. J. and Hsu, H. C. (2010). "Real-time reservoir operation for flood control using artificial intelligent techniques." International Journal of Nonlinear Sciences & Numerical Simulation. 11(11), 887-902.
12
Cheng, C.T. and Chau, K.W. (2001). "Fuzzy iteration methodology for reservoir flood control operation." J. Am. Water Resources Assoc. 37(5), 1381–1388.
13
Cheng, C.T. and Chau, K.W. (2004). "Flood control management system for reservoirs", Environmental Modelling Software, 19(12), 1141–1150.
14
Chow V., David M., Mays L., (1988) "Applied Hydrology 1st Edition", McGraw-Hill Science, ISBN-13: 978-0070108103.
15
Chuntian, C., (1999). "Fuzzy optimal model for the flood control system of the upper and middle reaches of the Yangtze River", Hydrological Sciences Journal, 44(4), 573–582.
16
Dittmann R., Froehlich F., Pohl R. and Ostrowski M. (2009). "Optimum multi-objective reservoir operation with emphasis on flood control and ecology", Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 9, 1973–1980.
17
Fu, G. (2008). "A fuzzy optimization method for multi-criteria decision making: An application to reservoir flood control operation", Expert Systems with Applications. 34(1), 145–149.
18
Haktanir T. and Kisi O., (2001). "Ten-stage discrete flood routing for dams having gated spillway", Journal of Hydrologic Engineering, ASCE, 6(1), 86-90.
19
Haktanir, T., Citakoglu, H. and Acanal, N. (2013). "Fifteen-stage operation of gated spillways for flood routing management through artificial reservoirs." Hydrological Sciences Journal, 58(5), 1013-1031.
20
Haupt R.L. and Haupt S.E., (2004). Practical genetic algorithms, Published by John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey.
21
He, Y., Xu, Q., Yang. S. and Liao, L., (2014). "Reservoir flood control operation based on chaotic particle swarm optimization algorithm", Applied Mathematical Modeling, DOI:10.1016/j.apm.2014.02.030.
22
Hsu, N.S. and Wei, C.C. (2007). "A multi-purpose reservoir real-time operation model for flood control during typhoon invasion", Journal of Hydrology, 336(3), 282–293.
23
Karaboga, D., Bagis, A. and Haktanir, T. (2004). "Fuzzy logic based operation of spillway gates of reservoirs during floods", Journal of Hydrologic Engineering, ASCE, 9(6), 544–549.
24
Karaboga, D., Bagis, A. and Haktanir, T. (2008). "Controlling spillway gates of dams by using fuzzy logic controller with optimum rule number", Applied Soft Computing, 8(1), 232–238.
25
Karamouz, M., Abesi. O., Moridi, A. and Ahmadi, A., (2008). "Development of optimization schemes for floodplain management; a case study", Water Resource Management. 23(9), 1743-1761.
26
Karbowski, A., Malinowski, K. and Niewiadomska-Szynkiewicz, E. (2005). "A hybrid analytic/rule-based approach to reservoir system management during flood", Decision Support Syst., 38(4), 599–610.
27
Kelman, J., Damazio, J.M., Marien, J.L. and DaCosta, J.P. (1989). "The determination of flood control volumes in a multi-reservoir system", Water Resour. Res., 25(3), 337–344.
28
Kumar, D. N., Baliarsingh, F. and Raju, K.S. (2010). "Optimal reservoir operation for flood control using folded dynamic programming", Water Resource Management, 24(6), 1045–1064.
29
Li, Y., Zhou J., Zhang, Y., Qin, H. and Liu, L. (2010). "Novel multi objective shuffled frog leaping algorithm with application to reservoir flood control operation", Journal of Water Resources Planning and Management, ASCE, 136(2), 217–226.
30
Linsley, R. K., et al. (1992). Water resources engineering, 4th ed. New York, NY: Mc-Graw-Hill Book Company.
31
Malekmohammadi, B., Kerachian, R. and Zahraie, B. (2010). "A real-time operation optimization model for flood management in river-reservoir systems", Journal of Natural Hazards, 53(3), 459–482.
32
Marien, J.L. (1984). "Controllability conditions for reservoir flood control systems with applications", Water Resour. Res., 20(11), 1477–1488.
33
Marien, J.L., Damazio, J.M. and Costa, F.S. (1994). "Building flood control rule curves for multipurpose multi reservoir systems using controllability conditions", Water Resour. Res., 30(4), 1135–1144
34
Needham, J.T., Watkins Jr., D.W., Lund, J.R., and Nanda, S., (2000). "Linear programming for flood control in the Iowa and Des Mondes rivers", Journal of Water Resources Planning and Management, ASCE, 126(3), 118–127.
35
Ngo L.L., Madsen H. and Rosbjerg D. (2007). "Simulation and optimization modeling approach for operation of the HoaBinh reservoir", Vietnam. J. Hydrol. 336: 269–281.
36
Qin, H., Zhou, J. and Lu, Y. (2010). "Multi-objective cultured differential evolution for generating optimal trade-offs in reservoir flood control operation", Water Resource Management, 24(11), 2611–2632.
37
Turgeon, A. (2005). "Daily operation of reservoir subject to yearly probabilistic constraints", Journal of Water Resources Planning and Management, 131(5), 342-350.
38
Unver, O.l. and Mays, L.W. (1990). "Model for real-time optimal flood control operation of a reservoir system." Water Resource Management, 4(1), 21-46.
39
Valerino, O.C.S., Koike, T., Yang, K. and Yang, D. (2010). "Optimal dam operation during flood season using a distributed hydrological model and a heuristic algorithm", Journal of Hydrologic Engineering, ASCE, 15(7), 580–586.
40
Wei, C. C. and Hsu, N. S., (2008). "Multi-reservoir real-time operations for flood control using balanced water level index method", Journal of Environmental Management, 88(4), 1624–1639.
41
Wei, C. C. and Hsu, N. S., (2009). "Optimal tree-based release rules for real-time flood control operations on a multipurpose multi reservoir system", Journal of Hydrology, 365(3), 213–224.
42
Windsor, J. S., (1973). "Optimization model for the operation of flood control systems". Water Resour. Res. 9(5), 1219–1226.
43
ORIGINAL_ARTICLE
شبیهسازی عددی جریان چگال به روش SPH
در این مقاله با توسعه یک مدل هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) دو بعدی تراکمپذیر ضعیف، جریان ناشی از شارش تبادلی برای دو سیال با اختلاف چگالی کم شبیهسازی شده است. فرایند مدلسازی برای دو سیال با نسبت چگالیهای بزرگتر از 9/0 و کوچکتر از 0/1 به انجام رسیده است. با توجه به اختلاف چگالی کم، در توسعه مدل دوفازی تغییر قابل توجهی در فرمولهای کلاسیک SPH داده نشده است. در این حالت کافی است با یکسان گرفتن معادله حالت، چگالی مبنا و سرعت صوت را برای هر فاز جداگانه منظور کرد، به گونهای که فشار مبنا برای هر دو سیال یکسان شود. همچنین مقداردهی دوباره به چگالی در هر چند گام زمانی برای هر فاز به صورت جدا محاسبه میگردد. جریان غیرلزج به وجود آمده دارای مشخصاتی مطابق با نتایج آزمایشگاهی است. مقایسه نتایج بیانگر این است که مدل توسعه یافته با دقت مناسبی قادر به شبیهسازی جریانهای دو فازی با نسبت چگالیهای نزدیک به یک میباشد. عمق جریان و پیشرفت جبهه جریان به عنوان پارامترهای انتخابی برای صحت سنجی انتخاب شده اند. تأثیر تغییرات اختلاف چگالی بر پدیده و میزان کارآیی روش با انجام یک سلسله شبیهسازی با نسبت چگالی و تفکیکپذیری مختلف سنجیده شده است.
https://jhyd.iha.ir/article_12978_1a156e3f2ae3a5033e134d6d1325d1fd.pdf
2015-08-23
45
56
10.30482/jhyd.2015.12978
SPH
جریان چگال
شارش تبادلی
جریان دوفازی
سید میثم
کیا
1
دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
AUTHOR
مهدی
شفیعی فر
shafiee@modares.ac.ir
2
استاد، مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
LEAD_AUTHOR
علیرضا
ولیزاده
3
همکار تحقیقاتی، مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه موناش، ملبورن استرالیا
AUTHOR
Benjamin, T. B (1968), “Gravity currents and relative phenomena”. Journal of Fluid Mechanics, Vol. 31, 209-248
1
Birman, V. K., Martin, J. E. and Meiburg, E. (2005), “The non-Boussinesq lock-exchange problem. Part 2. High-resolution simulations”. Journal of Fluid Mechanics, Vol. 537, 125–144.
2
Bonet, J. and Kulasegaram, S., (2000), “Corrections and stabilization of smoothed particle hydrodynamics methods with applications in metal forming simulations”, International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol. 47, 1189-1214.
3
Colagrossi, A., and Landrini, M. (2003). “Numerical simulation of interfacial flows by smoothed particle hydrodynamics”. Journal of Computational Physics,191(2), 448-475.
4
Dalrymple, R. A., and Rogers, B. D. (2006). “Numerical modeling of water waves with the SPH method”. Coastal Engineering, 53(2), 141-147.
5
Firoozabadi, B., and Mahdinia, M. (2013). “2D numerical simulation of density currents using the SPH projection method”. European Journal of Mechanics-B/Fluids, 38, 38-46.
6
Gingold, R.A. and Monaghan, J.J. (1977), “Smoothed particle hydrodynamics: Theory and application to non-spherical stars”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 181, 375-389
7
Grenier, N., Antuono, M., Colagrossi, A. Le Touze, D. and Alessandrini, B. (2009), “An Hamiltonian interface SPH formulation for multi-fluid and free surface flow”, Journal of Computational Physics. Vol. 228, 8380-8393.
8
Hu, X.Y. and Adams, N.A. (2007). “An incompressible multi-phase SPH method”, Journal of Computational Physics. Vol. 227: 264–278.
9
Hu, X.Y. and Adams, N.A. (2006). “A multi-phase SPH method for macroscopic and mesoscopic flows”, Journal of Computational Physics. Vol. 213: 844-861.
10
Huppert, H. E. and Simpson, J. E. (1980), “The slumping of gravity currents”. Journal of Fluid Mechanics, Vol. 99, 785-799.
11
Kajtar, J. and Monaghan, J. J. (2008). SPH simulations of swimming linked bodies. Journal of Computational Physics, 227(19), 8568-8587.
12
Lo, E. Y., and Shao, S. (2002). “Simulation of near-shore solitary wave mechanics by an incompressible SPH method”. Applied Ocean Research, 24(5), 275-286.
13
Lowe, R. J., Rottman, J. W. and Linden, P. F. (2005), “The non-Boussinesq lock-exchange problem. Part 1. Theory and experiments”. Journal of Fluid Mechanics, Vol. 537, 101–124.
14
Lucy, L. (1977). “A numerical approach to the testing of fusion process”. Journal Astronomical. 82, 1013-1024.
15
Monoghan, J. J. (2012), “Smoothed Particle Hydrodynamics and its diverse applications”, Annual Review of Fluid Mechanics, Vol. 44, 323-346.
16
Monaghan, J. J. (2005). “Smoothed Particle Hydrodynamics”. Reports on Progress in Physics, Vol. 68: 1703-1759.
17
Monaghan, J. J. and Kajtar, J. B. (2009), “SPH particle boundary forces for arbitrary boundaries”, Computer Physics Communications, Vol. 180, 1811-1820.
18
Monaghan, J. J. (2000). “SPH without tensile instability”. Journal Computational Physics, 159: 290-311.
19
Monaghan, J.J. (1994). “Simulating free surface flows with SPH”. Journal of Computational Physics. Vol. 110, 399–406.
20
Morris, J.P., Fox, P.J. and Shu, Y. (1997). “Modeling lower Reynolds number incompressible flows using SPH”. Journal of Computational Physics. Vol. 136, 214–226.
21
Rottman, J.W. and Simpson, J.E. (1983). “Gravity currents produced by instantaneous releases of a heavy fluid in a rectangular channel”. Journal of Fluid Mechanics. Vol. 135, 95-110.
22
Shin, J.O., Dalziel, S.B. and Linden, P.F. (2004), “Gravity currents produced by lock exchange”. Journal of Fluid Mechanics, Vol. 521, 1–34.
23
Simpson, J. E. (1997), Gravity currents: In the environment and laboratory. 2nd Ed., Cambridge University Press.
24
Valizadeh, A., M. Shafieefar, J.J. Monaghan and S.A.A. Salehi-Neyshaboori, (2008). “Modeling two-phase flows using SPH method”. Journal of Applied Science, 8, 3817-3826.
25
ORIGINAL_ARTICLE
مدل تحلیلی تأثیر توأم تنش برشی مازاد و پوشش گیاهی در تعیین ابعاد بهینه رودخانههای شنی
مدلهای فرضیات حدی محدودنشده، در رودخانههای کوچک اغلب عرض کانالهای آبرفتی را کمتر و عمق را بیشتر از مقادیر مشاهداتی تخمین میزنند و در رودخانههای بزرگ غالباً عکس این موضوع برقرار است. بهطور کلی نتایج حاصل از مدل فرضیات حدی محدودنشده نشاندهنده توافق نسبتاً نامناسب هندسه محاسباتی کانال با هندسه مشاهداتی میباشد. یکی از علل پراکندگی دادهها در بهکارگیری این مدل، نبود روابط مناسب برای بررسی پوشش گیاهی کنارههای کانال است. به همین علت در این تحقیق با هدف افزایش دقت هندسه مدل شده کانال، به اصلاح این مدل از طریق توزیع تنش برشی مرزی در بستر و کنارهها، درنظرگیری پایداری کنارههای کانال و اعمال اثر پوشش گیاهی پرداخته شده است. مدل تحلیلی توسعهیافته در این تحقیق با درج فاکتور شکل کانال، اعمال معادلات بار بستر به شکل تنش برشی مازاد و کمّیسازی تأثیر پوشش گیاهی (بهوسیله ارتباط آن با زاویه ایستایی خاک کناره) قادر به پیشبینی ابعاد بهینه کانال میباشد. در انتها، مدل موردنظر بر روی دادههای ٦٢ رودخانه شنی از کشور انگلستان و چهار رودخانه از ایران مورد واسنجی قرار گرفته است. نتایج بهدست آمده علاوه بر اینکه نقش تأثیر پایداری و پوشش گیاهی کناره در تخمین خصوصیات هندسی مقطع کانال را نشان میدهد، مؤید کارایی مدل محدودشده نسبت به مدل محدودنشده نیز میباشد.
https://jhyd.iha.ir/article_12980_9fa7cf3617cd8fed3913feeb5b682294.pdf
2015-08-23
57
71
10.30482/jhyd.2015.12980
فرضیات حدی
پوشش گیاهی
تنش برشی مازاد
مدل تحلیلی
مهسا
محمودی
mahsa_mahmoodi_69@yahoo.com
1
پردیس فنی مهندسی شهید عباسپور- دانشگاه شهید بهشتی
AUTHOR
محمدرضا
مجدزاده
mrmtabatabai@yahoo.com
2
عضو هیات علمی/ پردیس فنی مهندسی شهید عباسپور- دانشگاه شهید بهشتی
LEAD_AUTHOR
سعید
موسوی ندوشنی
sa_mousavi@sbu.ac.ir
3
عضو هیات علمی/ پردیس فنی مهندسی شهید عباسپور- دانشگاه شهید بهشتی
AUTHOR
جوهری، ر. و مجدزاده طباطبایی، م. ر؛ (1392). مطالعه صحرائی تغییرات مکانی ضریب مسلحشدگی و تأثیر پارامترهای هیدرولیکی بر آن، پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی.
1
دستورانی، م. ت. و رجبی محمدی، ف. (1391). "تعیین اثرات مکانیکی و هیدرولوژیکی گیاهان کنار رودخانه بر پایداری کناره رودخانه (مطالعه موردی: رودخانه حنا)"، سومین همایش ملی مدیریت جامع منابع آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی.
2
کرمی، م. و مجدزاده طباطبایی، م. ر. (1388). "توسعه مدل تحلیلی اثر پوشش گیاهی در تعیین هندسه پایدار رودخانههای شنی"، نشریه مهندسی عمران و نقشهبرداری- دانشکده فنی، دوره 43، شماره 1، ص.ص. 105 - 115.
3
ASCE Task Committee on Hydraulics, (1998), “Bank mechanics and modeling of river width adjustment, 1: processes and mechanisms”. J. Hydraul. Eng. ASCE, Vol. 124, No. 9, pp. 881-902.
4
Chadwick, A. J. and Morfett, J. C., (1995), Hydraulics in civil and environmental engineering. Champman & Hall.
5
Darby, S. E., (2005), “Refined hydraulic geometry data for british gravel-bed rivers”, Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 131, No. 1, pp. 60–64.
6
DuBoys, P., (1879), Le Rhone et les rivieres a lit affouillable, Annales des Ponts et Chaussees, Vol. 18, pp. 141–195.
7
Eaton, B. C. and Millar, R. G., (2004), “Optimal alluvial channel width under a bank stability constraint”, Geomorphology, No. 62, pp. 35-45.
8
Eaton, B. C., Church, M., and Millar, R. G., (2004), “Rational regime model of alluvial channel morphology and response”, Earth Surf. Processes Landforms, Vol. 29, pp. 511 – 529.
9
Einstein, H. A., (1950), “The Bed-load function for sediment transportation in open channel flows”, U.S. Department of Agriculture, Soil Conservation Service, Technical Bulletin no. 1026.
10
Flintham, T.P. and Carling, P.A., (1988), “The prediction of mean bed and wall boundary shear in uniform and compositely rough channels”, in White, W. P. (Editor): River Regime, John Wiley and Sons, pp. 267- 287.
11
Henderson, F. M., (1966), Open Channel Flow, Macmillan Pub. Co., New York. 522.
12
Hey, R. D. and Thorne, C. R., (1986), “Stable channels with mobile gravel beds”, Journal of the Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 112, No. 8, 671- 689.
13
Huang, H. Q., (2010), “Reformulation of the bed load equation of Meyer-Peter and Müller in light of the linearity theory for alluvial channel flow”, Water Resources Research, Vol. 46, No. 9, pp. 1-11.
14
Huang, H. Q. and Nanson, G. C., (2000), “Hydraulic geometry and maximum flow efficiency as products of the principle of least action”, Earth Surface Processes and Landforms,Vol. 25, pp. 1–16.
15
Kirkby, M. J., (1977), “Maximum sediment efficiency as a criterion for alluvial channels. In River Channel Changes”, Gregory KJ (ed.).Wiley: Chichester; pp. 429-442.
16
Knight, D. W., (1981), Boundry shear in smooth and rough channel, Journal of the Hydraulics Division, ASCE, Vol. 107, No. 7, pp.839-851.
17
Knight, D. W., Demetriou, J. D. and Hamed, M. E., (1984), “Boundary shear in smooth rectangular channels, Journal of the Hydraulic Engineering”, ASCE,Vol. 101, No. 4, pp. 405-422.
18
Knighton, A. D., (1998), Fluvial Forms and Processes, Edward Arnold: London.
19
Lacey, G., (1958), “Flow in alluvial channels with sandy mobile beds”, Proceedings of the Institute of Civil Engineers, London, 9, Discussion, Vol. 11, pp. 145–164.
20
Lane, E. W., (1955b), “The design of stable channels”, Trans, ASCE, Vol. 120, No. 2776, pp. 1234-1279.
21
Leopold, L. B. and Langbein, W. B., (1962), “The concept of entropy in landscape evolution”. U. S. Geol. Survey, Prof. paper 500-A.
22
Manning, R., (1891), “On the flow of water in open channels and pipes”, Transactions of the Institution of Civil Engineers of Ireland, Vol. 20, pp. 161-207.
23
Meyer-Peter, E. and Muller, R., (1948), “Formulas for bed load transport”, In Proceedings of the 3rd Meeting of IAHR Stockholm, pp. 39–46.
24
Parker, G., (1979), “Hydraulic geometry of active gravel rivers”, Journal of the Hydraulics Division, ASCE, Vol. 105, pp. 1185–1201.
25
Pickup, G., (1976), “Adjustment of stream channel shape to hydrologic regime”. Journal of Hydrology, Vol. 30, pp. 365-373.
26
Van Rijn, L. C., (1984), Sediment transport, part I-bed load transport. Journal of the Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 110, No. 10, pp.1431–1456.
27
Yang, C. T., (1971a), “Potential energy and stream morphology”, Water Resources Research Vol. 7, pp. 311-322.
28
Yang, C. T., (1996), Sediment transport: theory and practice, McGraw-Hill.
29
ORIGINAL_ARTICLE
«یادداشت تحقیقاتی» بررسی آزمایشگاهی پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش با بستر سنگچین
یکی از راههای کاهش قدرت جریان مخرب در پاییندست سرریزها و شوتها، ایجاد پرش هیدرولیکی است. جنس بستر حوضچههای آرامش تأثیر قابل ملاحظه در مشخصات پرش هیدرولیکی دارد. هرچه زبری بستر حوضچههای آرامش بیشتر باشد، طول پرش و عمق ثانویه آن کمتر میشود، و این امر باعث کوچکتر شدن ابعاد حوضچه آرامش و در نتیجه کاهش هزینه میشود. یکی از راهکارها در این زمینه استفاده از سنگچین در بستر حوضچه است که نوعی زبری ممتد را بهوجود میآورد. در این تحقیق بررسی تجربی مشخصات پرش هیدرولیکی درحوضچه آرامش با بستر سنگچین با 2 نوع دانهبندی مختلف انجام شد. آزمایشها در فلومی با مقطع مستطیلی با عرض و عمق 4/0 و طول 12 متر انجام گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد بستر سنگچین باعث میشود که عمق پرش به میزان 35 درصد، طول پرش به میزان 50 درصد و طول غلتاب به مقدار 49 درصد نسبت به بستر صاف کاهش یابد. همچنین نتایج نشان داد، با تغییر متوسط اندازه سنگدانههای بستر سنگچین از 45/4 به 75/5 میلیمتر، طول پرش 5/13 درصد کاهش یافت، ولی اندازه سنگچین تفاوت معنی داری روی عمق ثانویه پرش نداشت.
https://jhyd.iha.ir/article_12981_77e257f5328a9f9920fa3b9dc32b2100.pdf
2015-08-23
73
82
10.30482/jhyd.2015.12981
بستر سنگچین
پرش هیدرولیکی
عمق مزدوج
طول پرش
بهزاد
قربانی
behzad.ghorbani55@gmail.com
1
مدیر گروه مهندسی آب ، دانشگاه شهرکرد
LEAD_AUTHOR
حسین
صمدی بروجنی
2
دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد
AUTHOR
ابراهیم
رحمتی
3
دانش آموخته کارشناسی ارشد، سازههای آبی، دانشگاه شهرکرد
AUTHOR
بزاز ب.، قربانی ب. و اسکینی م. (1391)."بررسی تغییرات پرش هیدرولیکی بر روی بستر زبر نسبت به تغییرات طول موج زبریها"، مجله هیدرولیک، 7(3): 33-42.
1
عزیزی آ.، قربانی ب.، تبریزی ه. و صمدی ح. (1392). "ارزیابی اثر صفحات مستغرق بر خصوصیات پرش هیدرولیکی در حوضچههای آرامش"، مجله هیدرولیک، 8(1): 73-81.
2
غزالی، م. (1389). "بررسی تأثیر بستر دندانهای شکل بر مشخصات پرش هیدرولیکی". پایاننامه کارشناسی ارشد سازههای آبی، دانشگاه شهرکرد.
3
نیسی ک. و شفاعی بجستان م. (1388). "بررسی اثر زبریهای لوزی شکل بر عمق متناوب پرش هیدرولیکی". هشتمین کنگره بینالمللی مهندسی عمران، 21 تا 23 اردیبهشت ماه، دانشگاه شیراز.
4
Abbaspour A. Hosseinzadeh Dalir A. Farsadizadeh D. and Sadraddini A.A. (2009). "Effect of sinusoidal corrugated bed on hydraulic jump characteristics". Applied Sciences, 9(11): 2045-2055.
5
Belanger, J.B. (1850). Notes sur Ie Cours d'Hydraulique. ('Notes on a Course in Hydraulics.') Mem. Ecole Nat. Ponts et Chaussees, Paris, France, Session p. 222.
6
Ead S.A. Rajaratnam N. Katopodis C. and Ade F. (2000). "Turbulent open channel flow in circular corrugated culverts". J. Hydraulic Engineering, 126(10): 750-757.
7
Ead S.A. and Rajaratnam N. (2002). "Hydraulic jumps on corrugated bed". J. Hydraulic Engineering, 128(2): 656-663.
8
Elsebaie I.H. and Shabayek Sh. (2010). "Formation of hydraulic jumps on corrugated beds". Civil & Environmental Engineering, IJCEE-IJENS 10(1): 40-50.
9
Izadjoo, F. and Shafai Bejestan M. (2007). "Corrugated bed hydraulic jump stilling basin". Applied Sciences, 7(8): 1164-11610-
10
Samadi-Boroujeni H., Ghazali M., Gorbani B. and Fattahi R. (2013). "Effect of triangular corrugated beds on the hydraulic jump characteristics". Canadian Journal of Civil Engineering, 40: (1-7).
11
Shafai Bejestan M. and Neisi K. (2009). "A new roughened bed hydraulic jump stilling basin". Applied Sciences, 2(5): 436-445.
12
Tokyay N.D. (2005). "Effect of channel bed corrugations on hydraulic jumps". EWRI, Water & Environmental Resources Congress, Anchorage, Alaska, USA.
13