تحلیل شرایط غیر ایزوتروپ جریان عبوری از اطراف آبشکن‌های تیغه‌ای و T شکل

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسنده

هیات علمی دانشگاه خوارزمی

چکیده

در تحقیق حاضر میدان جریان اطراف آبشکن‌های T شکل و تیغه‌ای با هدف تعیین کمّی میزان غیر ایزوتروپ بودن جریان اطراف این نوع آبشکن‌ها برای داشتن تخمینی از قابلیت مدل‌های عددی که بر پایۀ آشفتگی ایزوتروپیک جریان ارایه شده است، انجام می‌شود. آزمایش‌ها در آزمایشگاه دانشگاه تربیت مدرس در کانالی با قوس تند 90 درجه انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد که روند مشابهی بین میزان غیر ایزوتروپ بودن جریان در اطراف آبشکن T شکل و مستغرق وجود دارد. در بالادست آبشکن و در تراز نزدیک بستر شرایط آشفتگی دو مؤلفه‌ای که در بعضی از نقاط به‌صورت آشفتگی دیسکی می‌باشد، مشاهده شد؛ در حالی که در نقاط قرار گرفته در ترازهای میانی کانال، آشفتگی به دلیل حذف تأثیرات بستر، بیشتر از نزدیک بستر به شرایط ایزوتروپ نزدیک می‌شود. در نواحی تشکیل جریان‌های چرخشی، همانند نقاط قرار گرفته در محل تشکیل گردابۀ نعل اسبی و ناحیۀ جریان چرخشی ایجاد شده در پایین‌دست آبشکن شرایط آشفتگی، بیشتر از سایر نقاط به شرایط ایزوتروپیک نزدیک می‌شود. با استفاده از شکل المان تانسورهای غیر ایزوتروپیک و مقایسه با روش‌های BM و AIM روش BM نتایج مناسبتری ارایه کرد.

کلیدواژه‌ها


خسروی مشیزی، م. (1390). "بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی پیرامون آبشکن T شکل مستغرق در قوس90درجه"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.

شریعت‌زاده، ی. (1390). "بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی پیرامون آبشکن Tشکل جاذب و دافع، مستقر در قوس ‎90 درجه در حالت استغراق"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.

فضلی، م. (1387). "مطالعه­ی آزمایشگاهی الگوی آبشستگی پیرامون آبشکن مستقر در قوس 90 درجه"، رساله دکتری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس.

مهرآیین، م.، نوربخش، س، م. و قدسیان، م. (1394). "بررسی میدان جریان اطراف آبشکن T شکل مستغرق"، مجلۀ عمران مدرس، 15(3)، ص.ص. 185-194.

واقفی، م. (1388). "مطالعه آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی پیرامون آبشکن‌های T شکل مستقر در قوس 90 درجه"، رسالۀ دکتری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس.

Banerjee, S., Krahl, A. R., Durst, B, F. and Zenger, A (2007). "Presentation of anisotropy properties of turbulence, invariants versus eigenvalue approaches", J. Turbul, 8(32), pp. 1-27.

Dey, S. and Barbhuiya, A. K. (2006). "3D flow field in a scour hole at a wing-wall abutment", J. Hydraul. Res, 44(1), pp. 33-50.

Darko R. Radenković ., Jela M. Burazer and Đorđe M. Novković (2014). "Anisotropy analysis of turbulent swirl flow", FME Transactions, 42, pp. 19-25.

Duan, J.G., He, L., Wang, G.Q. and Fu, X. D., (2009). "Mean flow and turbulence around experimental spur dike", Adv. Water. Resour. 32(12), pp. 1717–1725.

Duan, J.G., He, L., Wang, G.Q. and Fu, X.D. (2011). "Turbulent burst around experimental spur dike", Int. J. Sediment. Res. 26(4), pp. 471-486.

Dey S. and Barbhuiya A. K. (2006). "Velocity and turbulence in a scour hole at a vertical-wall abutment", Flow Meass Inst, 17(1), pp. 13-21.

Goring, D. and Nikora, V. (2002). "Despiking acoustic doppler velocimeter data", J. Hydraul. Eng, 128(1), pp. 117–126.

Krogstad, P. and Torbergsen, L. (2000). "Invariant analysis of turbulent pipe flow", Flow. Turbul. Combust., 64, pp. 161–181.

Lumley, J.L. 1978, "Computational modeling of turbulent flows". Adv. Appl. Mech., 18, pp. 123-176.

Lumley, J. L. and Newman, G. (1977). "The return to isotropy of homogeneous turbulence", J. Fluid Mech., 82, pp. 161–178.

Mansoori, A.R. Nakagawa, H., Kawaike, K., Zhang, H., and Safarzadeh, A. (2012 a). "Study of the characteristics of the flow around a sequence of non-typically shaped spur dikes installed in a fluvial channel", Annu. Disas., Prev. Res. Inst. Kyoto. Univ, 55 (B), pp. 453–458

Mansoori, A.R., Nakagawa, H., Kawaike, K., Zhang, H. and Safarzadeh, A. (2012 b). "Three-dimensional features of the turbulent flow around series of groynes with different shapes of head", J. of JSCE, Ser.B1 (Hydraulic Engineering), 68(4), pp. 61-66.

Niell, C. R. (1973). Guide to Bridge Hydraulics, University of Toronto Press, Toronto, Canada.

Pagliara, S, Hassanabadi, L. and Mahmoudi Kurdistani, S. (2015). "Clear water scour downstream of log deflectors in horizontal channels", J. Irrig. Drain. Eng. 10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000869.

Safarzadeh, A., Salehi Neyshabouri, S., and Zarrati, A. (2016). "Experimental investigation on 3D turbulent flow around straight and T-shaped groynes in a flat bed channel", J. Hydraul. Eng., 10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001144, 04016021.

Safarzadeh, A. Salehi, S.A.A. Ghodsian, M., and Zarrati, A.R. (2010). "Experimental study of head shape effects on shear stress distribution around a single groyne", The Proceeding of River Flow, 1, pp. 651-658.

Yaeger, M. A. (2009). "Mean flow and turbulence around two series of experimental dikes", MSc Thesis, University of Arizona.