«یادداشت تحقیقاتی» بررسی عددی تأثیر انحنای مجرای قبل از دریچه سرویس تخلیه کننده ‏های تحتانی در هیدرولیک جریان

نوع مقاله: یادداشت تحقیقاتی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی عمران- سازه های هیدرولیکی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد رودهن، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، رودهن

2 استادیار مهندسی عمران، عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد رودهن

چکیده

تخلیه کننده‏ های تحتانی به عنوان سازه ‏های هیدرولیکی جانبی در سدها شناخته شده اند که وظیفه کنترل سیلاب، تخلیه رسوبات و انتقال جریان را بر‏عهده دارند. در این مطالعه، حل عددی جریان در تخلیه‏ کننده تحتانی دارای شیب، متشکل از مقاطع متعدد هندسی و دارای انحنای مجرا قبل از دریچه سرویس با استفاده از نرم‌افزار FLOW-3D به عنوان یک مدل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) مورد بررسی قرار گرفته است. مدل k–ε به عنوان مدل آشفتگی برای حل جریان فوق‏ بحرانی استفاده شد. اهداف این مقاله، تعیین و پیشنهاد ساختار هندسی مناسب مجرای جریان در جهت حذف الگوی جریان چرخشی پایین‌دست و پیش‌بینی اثر تغییر هندسه مجرا بر مشخصات جریان در محل دریچه و پایین‌دست جریان بوده است. نتایج مدل‌سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. نتایج نشان داد که با انتخاب 25 متر طول مستقیم قبل از دریچه‏ ها، مقادیر انرژی آشفتگی و فشار جریان بعد از دریچه‏ ها به ترتیب 86/27% و 17/26% کاهش یافته است. همچنین، با در نظر گرفتن طول‏های بیشتر، تفاوت قابل ملاحظه‌ای یافت نشد.

کلیدواژه‌ها


امامی، س. م. ک.، کاویانپور، م. ر. و روشن، ر. (1389). "بررسی عددی توزیع سرعت در جریان غلیظ در تخلیه‌کننده تحتانی )مطالعه موردی تخلیه‌کننده تحتانی سد سفیدرود("، نهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.

Dargahi, B. (2010). “Flow characteristics of bottom outlets with moving gates”. Journal of Hydraulic Research, Vol. 48, No. 4, pp. 476-482, Doi: 10.1080/00221686.2010.507001

FLOW-3D. (2008). User manual. Excellence in flow modeling software, V 9.3, Flow Science, Inc., Santa Fe.

Kumcu, S.Y. (2016). “Investigation of flow over spillway modeling and comparison between experimental data and CFD analysis”. KSCE Journal of Civil Engineering, Vol. 21, No. 3, pp. 1-10, Doi: 10.1007/s12205-016-1257-z.

Kolachian, R. Abbaspour, A. and Salmasi, F. )2012(. "Aeration in bottom outlet conduits of dams for prevention of cavitation". J. Civil Eng. Urban, Vol. 2, No. 5, pp. 196-201.

Nanjing Hydraulic Research Institute Report. (2014). Intermediate results 2 of gate flow-induced vibration model of discharging bottom hole of CHAMSHIR hydropower station in Iran.

Najafi M.R., Roshan R., Zarrati A.R., and Kavianpour M.R. (2009). “Numerical modeling of flow condition in a bottom outlet”, Advances in Water Resources and Hydraulic Engineering, Proc. of 16th IAHR-APD Cong., Berlin, Heidelberg.

Rodi, W. (1980). Turbulence models and their application in hydraulics: a state of the art review. International Association for Hydraulic Research (IAHR), Delft, The Netherlands.

Shamsai, A. and Soleymanzadeh, R. (2006). “Numerical simulation of air-water flow in bottom outlet”. International Journal of Civil Engineering, Vol. 4, No.1, pp. 14-33.