2024-03-28T23:33:56Z
https://jhyd.iha.ir/?_action=export&rf=summon&issue=14734
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1399
15
2
بررسی تجربی و عددی اثرات انسداد ورودی بر جریان در کالورت
سمیه
کریم پور
سعید
گوهری
مهدی
یاسی
کالورتها یکی از سازههای اصلی سامانههای زهکشی در راهها و خطوط ریلی، و گزینه رقیب پل هستند. پدیده انسداد در کالورتها، بدلیل جریان آب همراه با انتقال رسوبات و مواد زائد و شناور، بخصوص در سیلاب یک مشکل اساسی است. در تحقیق حاضر اثرات درصدهای مختلف انسداد در ورودی کالورتها در 21 مطالعه آزمایشگاهی بررسی شدهاست. برای تکمیل آزمونها، این اثرات با مدل FLOW-3D شبیهسازی گردیده است. پایداری و حساسیت مدل به پنج عامل: 1- اندازه شبکه محاسبات، 2- گام زمانی، 3- مدل تلاطمی 4- زبری و 5- شیب کالورت مورد آزمون قرار گرفت. مدل تلاطمی RNG ، شبکه بهینه تو در تو با اندازه 0/1 و 5/0 سانتیمتر (برای بلوک خارجی و داخلی)، و زمان شبیهسازی 80 ثانیه انتخاب شد. متوسط خطای برآورد برای سرعت متوسط، عمق آب و بده جریان به ترتیب 3، 1 و 3 درصد است. چهار سناریو انسداد (20، 40، 60 و 80 درصد) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که انسداد ورودی کالورت با افزایش تراز آب بالادست باعث تغییر الگوی جریان در داخل کالورت و پایین دست سازه خواهد شد. در شرایط حداقل و حداکثر انسداد (20 و80 درصد) افزایش تراز آب بالادست به ترتیب برابر با 12 و 52 درصد بود. تاثیر انسداد ورودی کالورت برای بده طراحی، کمترین مقدار بوده است. در بدههای کمتر، شدت افزایش ترازبالادست با افزایش انسداد، بیشتر (تا حدود 2 برابر) میگردد. نتایج نشاندهنده افزایش توان جریان در پایانه کالورت و خطر خرابی سازه در اثر آبشستگی ناشی از انسداد ورودی است.
کالورت
انسداد
برگشت آب
Flow-3D
2020
07
22
1
14
https://jhyd.iha.ir/article_107835_b9855c2b4aa7d38c6a84ceba5b738ceb.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1399
15
2
شبیه سازی اندرکنش سازه- سیال و ارتعاش ناشی از جدایش گردابه در استوانه های دایروی و بریده شده
مصطفی
اسماعیلی
امیرحسین
ربیعی
پیمان
بایندر
- در مطالعه حاضر ارتعاشات ناشی از گردابه در اندرکنش سازه- سیال استوانههای دایروی و بریده شده مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، جریان آرام حول یک استوانه (دایروی و بریده شده) دو درجه آزادی که میتواند آزادانه در جهات جریان اصلی و عمود بر آن حرکت کند، در نظر گرفته شده است. به منظورحل کردن معادلات پیوستگی و مومنتوم برای جریان تراکم ناپذیر، غیر دائم و دوبعـدی، روش عـددی حجـم محدود براساس الگوریتم سیمپل به کار برده شده است. علاوه بر آن، جهت شبیه سازی اندرکنش- سازه سیال، حلگر معادلات حرکت جسم صلب در جهت جریان و عمود بر آن با حلگر دینامیک سیالات محاسباتی کوپل شده است. به منظور اعتبار سنجی روش عددی به کار گرفته شده در بررسی اندرکنش سازه- سیال، نتایج بدست آمده برای نوسانات عرضی استوانه دایروی و بریده شده در اعداد رینولدز مختلف با نتایج سایر مطالعات مورد مقایسه قرار گرفت و انطباق بسیار خوبی مشاهد گردید. همچنین اثر زاویه بریده شده پشت استوانه بر کاهش ارتعاشات ناشی از جدایش گردابه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان میدهد با افزایش عدد رینولدز جریان از 80 تا 85 ، ارتعاش استوانههای بریده شده وارد ناحیه قفل شدگی شده و پرش شدیدی در جابجایی عرضی آنها دیده میشود. تفاوت مهم در دامنه جابجایی استوانههای بریده شده با استوانه دایروی در نیمه سمت راست ناحیه قفل شدگی است. با افزایش زاویه بریدگی، استوانهها زودتر این ناحیه را ترک میکنند و به عبارتی عرض ناحیه قفل شدگی کاهش مییابد.
ارتعاشی ناشی از گردابه
اندرکنش سازه-سیال استوانه های دایروی و بریده شده
ناحیه قفل شدگی
2020
07
22
15
30
https://jhyd.iha.ir/article_108031_c119cc504844661c850665194e791c2d.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1399
15
2
مطالعه آزمایشگاهی و عددی جریان در سرریز کلیدپیانویی با دماغه بالادست و تاج نیم دایره در دهانه خروجی
علی
احسانی فر
مسعود
قدسیان
جدیدترین نوع از سرریزهای غیرخطی سرریزهای کلیدپیانویی هستند. مطالعات اولیه نشان داد این سریز دبی را به میزان قابل توجهی افزایش میدهد، ساختاری به نسبت ساده دارد و سازه ای اقتصادی است. در طی سالیان گذشته پژوهشهای مختلفی برای بررسی عوامل موثر بر آبگذری و بهینهسازی این نوع سرریزها انجام شده است. در این پژوهش با اعمال تغییراتی از جمله ایجاد دماغه در دهانه ورودی سرریز و استفاده از تاج نیم دایره در دهانه خروجی سرریز کلیدپیانویی نوع A، عملکرد آن به صورت مدل سازی عددی بوسیله نرم افزار Flow- 3D بررسی شد. برای صحت سنجی مدل عددی، از نتایج آزمایش فیزیکی استفاده شد. تاثیر هر یک از تغییرات اعمال شده در سرریز کلیدپیانویی نوع A بر ضریب آبگذری به صورت جداگانه نسبت به حالت ساده سرریز کلیدپیانویی نوع A بررسی شد. نتایج نشان داد تاثیر همزمان این دو تغییر در سرریز کلیدپیانویی، سبب افزایش ضریب آبگذری در حدود 12 درصد میشود. این تغییرات در سرریز کلیدپیانویی با اصلاح خطوط جریان و هدایت بهتر جریان، باعث بهبود شرایط هیدرولیکی سرریز شده و جایگزین مناسبی برای کلیدپیانویی نوع A است.
ضریب آبگذری
سرریز کلیدپیانویی
آزمایشگاهی
عددی
دماغه
2020
07
22
31
45
https://jhyd.iha.ir/article_107550_2b4026b6e97217391102bdf2430009fa.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1399
15
2
تأثیر فراسنجه های هندسی صفحات ضدگرداب بر هیدرولیک جریان در سرریزهای مدور قائم
الهام
ایزدی نیا
ژاله
قچاقی
یکی از انواع مهم و کاربردی سرریزها، سرریز مدور قائم است. یکی از مشکلات اصلی سرریزهای مدور قائم ایجاد گردابهای قوی در دهانه آنها است. این امر باعث ورود هوا و ایجاد جریانهای چرخشی در داخل مجرای انتقال میشود، که به دنبال آن مشکلات دیگری مانند کاهش ظرفیت آبگیری، افزایش احتمال وقوع کاویتاسیون، لرزش و سر و صدا را در بر خواهد داشت. یکی از روشهای کاهش اثرات گردابه های مخرب، استفاده از صفحات ضدگرداب است که باعث به تأخیر انداختن جریان گردابی و هدایت خطوط جریان به سمت مرکز شفت میشود. مطالعات محدودی روی صفحات ضدگرداب چهارگوشه انجام شده است، این در حالی است که ارزیابی دقیق پارامترهای هندسی صفحات ضد گرداب و تعیین شکل بهینه جهت طراحی نیاز به مطالعات بیشتر دارد. در تحقیق حاضر هیدرولیک جریان روی 25 مدل سرریز مدور قائم به همراه گردابشکنهای چهارگوشه و دایرهای در نرمافزار Flow-3D شبیهسازی شد. جهت کالیبراسیون مدل از نتایج آزمایشگاهی موجود برای دو مدل مربع و مستطیلی با دو قطر شفت 10 و 5/7 سانتیمتر استفاده گردید. نتایج نشان داد نرم افزار Flow-3D با خطای کمتر از 8 درصد، قادر به مدلسازی جریان است. شبیهسازیها برای صفحات ضدگرداب مربعی و دایرهای در دبیهای مختلف انجام گردید و تأثیر ابعاد، تعداد و زاویه قرارگیری آنها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از صفحات ضدگرداب مربعی در ابعاد D×D و تعداد چهار صفحه (4= n) بهترین نتیجه را از نظر کمترین ارتفاع آب روی شفت، عدم وجود هسته هوا و فشار منفی به خود اختصاص داده است.
سرریز مدور قائم
صفحه ضد گرداب
جریان گردابی
مؤلفههای سرعت
2020
07
22
47
66
https://jhyd.iha.ir/article_107515_a79ccceb372ce6f56ac027cdb3c11834.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1399
15
2
ضریب دبی دریچه سالونی بیضوی همراه با تبدیل تدریجی در شرایط مستغرق
محمود
شفاعی بجستان
مهدی
زینی وند
محسن
طهماسبی پور
دریچههای سالونی یکی از سازههای تنظیم دبی می باشد که با قرارگیری در کانال انسداد ناگهانی ایجاد میکنند و برای عملکرد بهتر نیازمند استفاده از تبدیل تدریجی در بالادست خود هستند. در این مطالعه تاثیر قرارگیری تبدیل تدریجی با زوایای مختلف بر ضریب دبی در شرایط مختلف جریان و در مقادیر مختلف استغراق و بازشدگی دریچه سالونی بیضوی، به طور آزمایشگاهی بررسی شد. نتایج نشان میهد که با قرارگیری تبدیل تدریجی در بالادست دریچه سالونی بیضوی، ضریب دبی افزایش مییابد. همچنین با افزایش زاویه تبدیل تدریجی، ضریب دبی نیز افزایش مییابد و این روند برای همه مقادیر استغراقها و بازشدگی دریچه مشاهده شد. همچنین رابطهای برای تعیین دبی دریچه سالونی بیضوی با استفاده از روابط ضریب دبی استخراج شده بدست آمد که پس از بررسی، مشاهده شد که دقت بسیار بالایی دارد. طبق نتایج حداکثر میزان افزایش ضریب دبی با قرارگیری تبدیل تدریجی در بالادست دریچه سالونی بیضوی 9/36 درصد است.
سازههای آبی
اندازهگیری دبی
کانال
آبیاری
2020
07
22
67
80
https://jhyd.iha.ir/article_108070_45da1d6961a15a60c3412d7217a2c535.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1399
15
2
بررسی عددی تاثیر زبری بستر بر ضریب دبی جریان و استهلاک انرژی در سرریزهای اوجی
هوشیار
احمدیان
محمد مهدی
حیدری
محمد حسین
ادیب راد
مدلهای آزمایشگاهی که قبلا برای بررسی جریان روی سرریزهای اوجی مورد مطالعه قرار گرفته است اکثرا از جنس فیبر شیشهای میباشد. این در حالی است که سرریز اوجی در واقعیت از بتن ساخته میشود. از این رو هدف از این تحقیق بررسی زبری تاج و بدنه سرریز بر ضریب تخلیه سرریز و استهلاک انرژی میباشد که کمتر مورد توجه محققین بوده است. در این پژوهش، به منظور بررسی تاثیر زبری بستر بر خصوصیات جریان سه مقدار 01/0، 1 و 3 میلیمتر برای زبری در نظر گرفته شد و شبیهسازیهایی با حل عددی انجام شد. نتایج تحقیق نشان میدهد که با افزایش زبری در دبیهای کم حدود 6 درصد ضریب دبی نسبت به حالت صاف کاهش مییابد. همچنین با افزایش زبری حدود 50 درصد میزان انرژی در پنجه سرریز در دبیهای کم کاهش مییابد. در این پژوهش، همچنین یک رابطهای برای میزان افت انرژی جریان در سرریز اوجی ارائه شد که دقت مناسبی برای محاسبه مقدار انرژی در ابتدای حوضچه آرامش دارد.
افت نسبی انرژی
جریان دوفاز
ضریب دبی سرریز
ضریب اصطکاک
نرم افزار فلوئنت
2020
07
22
81
94
https://jhyd.iha.ir/article_108280_d5a3a558e2209821afaaa8f033d1fe01.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1399
15
2
مقایسه آبشستگی پاییندست سرریزهای کلید پیانویی ذوزنقهای و مستطیلی
علیرضا
مسلمان یزدی
سید عباس
حسینی
سهراب
نظری
نصرالله
امانیان
یکی از موضوعات مهم در پاییندست سرریزهای کلید پیانویی، آبشستگی پاییندست آنها میباشد در این تحقیق، آبشستگی پاییندست سرریزهای کلید پیانویی ذوزنقهای مورد توجه بوده و مشخصات آبشستگی و نرخ تغییرات آن با آبشستگی پاییندست سرریز کلید پیانو مستطیلی مورد مقایسه قرار گرفت. بدین منظور دو مدل آزمایشگاهی از این نوع سرریزها ساخته و در یک فلوم آزمایشگاهی به طول 6، عرض 1 و ارتفاع 6/0 متر و در شرایط دبیهای مختلف و سه عمق پایاب مورد آزمایش قرار گرفت و مشخصات هندسی چاله آبشستگی شامل حداکثر عمق چاله آبشستگی، فاصله آن تا پای سرریز و طول دهانه چاله اندازهگیری گردید. جنس مصالح بستر پاییندست، مصالح شنی با دانهبندی mm 8/7 d50=به ضخامت متوسط 25 سانتیمتر و طول 2 متر بود. نتایج اندازهگیری مشخصههای آبشستگی نشان داد با افزایش دبی و کاهش عمق پایاب، مشخصات هندسی حفره آبشستگی در دو مدل افزایش مییابد. همچنین عمق آبشستگی در مدل مستطیلی بیش از مدل ذوزنقهای بوده به نحوی که در تمام دبیها به طور میانگین نسبت حداکثر عمق حفره آبشستگی بیبعد سرریز کلید پیانو ذوزنقهای نسبت به مدل مستطیلی 7 درصد کاهش مییابد. ولی این اختلاف با افزایش دبی و هد آب روی سرریز کاهش مییابد به نحوی که زمانی که در 9/3 < Frd این اختلاف ناچیز میگردد و تفاوت معناداری در شکل حفره آبشستگی برای دو مدل وجود ندارد. به کمک روابط رگرسیونی معادلاتی با دقت مناسب جهت پیشبینی حداکثر عمق چاله آبشستگی، موقعیت مکانی آن و طول دهانه چال برای دو مدل بدست آمد.
آبشستگی
دبی
سرریز کلید پیانویی
عمق پایاب
2020
07
22
95
112
https://jhyd.iha.ir/article_109335_fff6b24a25c835a02c935acbe0f2d6c3.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1399
15
2
روندیابی سیلاب در بازههای رودخانهای بر مبنای استخراج یک رابطه تحلیلی جدید (مطالعه موردی رودخانه سیمینهرود)
جعفر
چابک پور
یعقوب
آژدان
در این تحقیق سعی شد تا بر مبنای جداسازی فرآیندهای انتقال و انتشار موج سیلاب از همدیگر و همچنین اعمال مفهوم مخازن هیبریدی، یک رابطه جدید تحلیلی که با استفاده از پارامترهای خود و حجم سیلاب خروجی از حوضه آبریز مدلسازی حرکت موج سیلاب را انجام مینماید، ارائه شود. رابطه استخراجی دارای پارامتر تغییرات مکانی سیلاب نیز است که میتواند تغییرات مکانی حجم جریان عبوری از بازه رودخانه (افزایش جریان به دلیل اضافه شدن شاخههای فرعی و یا کاهش جریان به دلیل برداشت جریان از بازه رودخانه) را مدلسازی نماید. مدل تحلیلی ارائه شده در حالت کلی یک مدل چهار پارامتری است که با مشخص بودن مقادیر آنها، میتواند به صورت صریح مقادیر سیلاب خروجی را محاسبه مینماید. به منظور آزمون کارائی مدل تحلیلی استخراج شده، از چهار سیلاب که در سالهای 95، 96، 97 و 98 در رودخانه سیمینهرود رخ داده بود استفاده شد و نتایج نشان دهنده شبیهسازی مطلوب موج سیلاب در این بازهها توسط مدل بود. نکوئی برازش شبیهسازی مدل با محاسبه پارامترهای آماری ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و شاخص نش-ساتکلیف (DC) به ترتیب به صورت سریهای سهتائی (86/0، 07/0 و 95/0)، (82/0، 11/0 و 8/0)، (97/0، 07/0 و 94/0) و (93/0، 1/0 و 9/0) برای سیلابهای سالهای 95 تا 98 به اثبات رسید. همچنین مشاهده شد که در حالت کلی با افزایش طول بازه رودخانه، مقدار مجموع زمان ایستائی سیلاب در مخازن به هم پیوسته افزایش یافته ولی نسبت (V/T) کاهش مییابد.
روندیابی سیلاب
جریان متغیر مکانی
مدل تحلیلی
جداسازی فرآیندها
2020
07
22
113
130
https://jhyd.iha.ir/article_111098_162660603ecb27425cedec257f87afd2.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1399
15
2
بررسی اثر پوشش گیاهی مصنوعی غیر مستغرق صلب بر مشخصات جریان در کانال مرکب پیچانی
حامد
شهسواری
سعید رضا
خداشناس
کاظم
اسماعیلی
کانالهای مرکب پیچانی در طبیعت به وفور یافت میشوند، که شامل کانال اصلی برای انتقال جریان در مواقع عادی و یک یا دو سیلابدشت (معمولا پوشیده از گیاه) در طرفین در هنگام سیلاب میباشند. بنابراین بررسی ویژگی جریان در این نوع کانالها برای شناخت و درک بهتر از جریان در شرایط سیلابی ضرورت مییابد. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تاثیر پوشش گیاهی صلب غیرمستغرق موجود در سیلابدشت بر شرایط جریان و نقش آن در حفاظت از سیلابدشتها در دو عمق نسبی 35/0 و 55/0 پرداخته شده است. دادههای سرعت با استفاده از سرعتسنج صوتی داپلر ثبت و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که وجود پوشش گیاهی در سیلابدشت در عمق نسبی ثابت و تراکم 77/0 درصد در واحد یک متر مربع سطح موجب کاهش انتقال جریان گشته طوری که دبی در اعماق 35/0 و 55/0 بترتیب برابر با 23 و 12 درصد کمتر شده است . الگوی خطوط همتراز سرعت طولی نشان میدهد در حضور پوشش گیاهی در هر دو عمق نسبی جریان به سمت کانالی نسبت به حالت بدون پوشش بیشتر منحرف میشود. همچنین تغییرات مولفه سرعت عرضی و قائم در سیلابدشت با پوشش گیاهی بسیار بیشتر از حالت بدون پوشش است. علاوه براین پوشش به کار رفته موجب افزایش تنش برشی در دشت سیلابی و کاهش انرژی جنبشی آشفتگی (TKE) در اکثر نواحی شده است. کلیدواژه: پیچانرود، پوشش گیاهی، الگو جریان، عمق نسبی، سیلاب
پیچانرود
پوشش گیاهی
الگو جریان
عمق نسبی
سیلاب
2020
07
22
131
147
https://jhyd.iha.ir/article_109882_e0f23495a00308af7f19dee3339c8dc6.pdf
نشریه هیدرولیک
2345-4237
2345-4237
1399
15
2
کاربرد الگوریتمهای هوشمند برای مدلسازی رابطه دبی-اشل در شرایط استغراق سرریزهای کنگرهای و خطی
مهدی
فولادی پناه
مهدی
ماجدی اصل
آیدا
حق گویی
استغراق سرریز با افزایش سطح آب پاییندست به ترازی مساوی یا بیش از تراز تاج سرریز، دبی عبوری از سرریز را کاهش میدهد. هدف این پژوهش استفاده از الگوریتمهای SVM و GEP برای افزایش دقت پیشبینی رابطهی دبی-اشل در سرریزهای کنگرهای و لبه تیز مستغرق است. از متغیرهای Hd (بار کل پایین-دست جریان مستغرق)، Ho (بار کل بالادست جریان آزاد)، H* (بار کل بالادست جریان مستغرق)، P (ارتفاع سرریز)، U (سرعت جریان آزاد بالادست)، α (زاویه دیواره جانبی سرریز) و Cd (ضریب دبی جریان)، پنج پارامتر بیبعد Fr1، Cd، H_d/H_o ، H_o/P و α برای پیشبینی H^*/H_o بمنظور محاسبه نسبت دبی عبوری از پاییندست تحت شرایط استغراق، Qs، به دبی عبوری تحت شرایط آزاد، Q1، براساس شاخصهای عملکرد مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تبیین (R2)، خطای نسبی (RE) و نسبت تفاوت توسعه داده شده (DDR) استفاده شدند. مقدار شاخصهای RMSE، R2، RE و ZDDR(max) برای سرریز کنگرهای در دوره تست الگوریتمهای SVM و GEP به ترتیب (0104/0، 9996/0، 741/1، 267/45) و (0157/0، 9992/0، 533/0، 73/19) و برای سرریز خطی به ترتیب (0066/0، 9996/0، 320/0، 91/67) و (0088/0، 9998/0، 5432/0، 73/63) بدست آمدند. ترکیب نهایی پارامترهای مستقل در سرریز کنگرهای و خطی به ترتیب شامل (Fr1، Cd، H_d/H_o ، H_o/P و α) و (Fr1 و H_d/H_o ) شدند. نتایج نشان داد SVM در هر دو سرریز نسبت به GEP عملکرد بهتری در پیش-بینی H^*/H_o دارد. دقت SVM در سرریز خطی از کنگرهای بیشتر بود. آنالیز حساسیت نشان دهندهی بیشترین تاثیرگذاری Fr1 و H_d/H_o بترتیب در سرریزهای کنگرهای و خطی بود.
الگوریتم SVM
الگوریتم GEP
شاخص ارزیابی
آنالیز حساسیت
2020
07
22
149
164
https://jhyd.iha.ir/article_110889_971d08a0eb5e86d9df2558aa240b4e59.pdf