کاربرد روش GRA در بهینه‌سازی طول و موقعیت آبشکن تیغه‌ای در قوس º90

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 استادیار مهندسی آب، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بوئین زهرا، بوئین زهرا

2 دانش آموخته دکتری مهندسی آب، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

آبشکن‌ها سازه‌هایی هستند که به‌منظور حفاظت و احیای ساحل در ساماندهی رودخانه‌ها بکار برده می‌شوند. در قوس رودخانه‌ها که جریان ثانویه منجر به فرسایش بیشتر ساحل خارجی می‌شود، آبشکن‌ها می‌توانند در تثبیت و احیای ساحل به‌کار روند. در صورتی که آبشکن در قوس مورد استفاده قرار گیرد، اندرکنش آبشکن و قوس، منجر به ایجاد الگوی جریان پیچیده‌ای در قوس و خصوصاً در محدوده اطراف آبشکن می‌شود. پارامترهای هندسی آبشکن و قوس و پارامترهای هیدرولیکی جریان، بر الگوی جریان ناشی از اندرکنش آبشکن و قوس تأثیرگذارند. شناخت اثر هریک از این پارامترها بر الگوی جریان و عملکرد آبشکن، به کاربرد بهتر این سازه در قوس منجر می‌شود. در تحقیق حاضر، الگوی جریان حول آبشکن واقع در مسیر قوسی شکل با تغییر موقعیت قرارگیری و طول آبشکن در شرایط هیدرولیکی مختلف با استفاده از مدل‌سازی عددی بررسی شد و با در نظر گرفتن عملکرد هیدرولیکی آبشکن و پایداری سازه‌ای آن، ترکیب بهینه پارامترهای طول و موقعیت آبشکن در قوس در اعداد فرود مختلف با استفاده از روش GRA بررسی شد. نتایج نشان داد، در محدوده تحت بررسی پارامترهای تحقیق حاضر، طول آبشکن تأثیر بیشتری نسبت به موقعیت آن در قوس بر عملکرد آبشکن دارد و درصورتی که پایداری سازه‌ای آبشکن مدنظر قرار گیرد آبشکن با طول 25 درصد عرض آبراهه اصلی برای کلیه اعداد فرود و در هر موقعیتی از قوس دارای عملکرد بهتری است.

کلیدواژه‌ها


پناهپور، ن. (1384). بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان حول تک آبشکن در قوس 90 درجه. پایان­نامه کارشناسی ارشد هیدرولیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس.

مهرنهاد، ع و قدسیان، م، (1391)، بررسی آزمایشگاهی تاثیر پارامترهای طول آبشکن و قطر مصالح بر آبشستگی پیرامون آبشکن T شکل مستقر در قوس 90 درجه، مجله تحقیقات منابع آب، شماره 2، ص.ص. 71-79.

ناجی ابهری، م. (1386). شبیه‌سازی عددی آبشستگی حول آبشکن در قوس 90 درجه. پایان­نامه کارشناسی ارشد هیدرولیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس.

Aydin, H; Bayram, A, Esme, U, Kazancoglu, Y. and Guven, O; (2010). "Application of grey relational analysis (GRA) and Taguchi method for the parametric optimization of friction stir welding (FSW) process"; Materials and Technology, 44, pp. 205-211.

Caydas, U. and Hascalik, A. (2008). "Use of the grey relational analysis to determine optimum laser cutting parameters with multi-performance characteristics"; Optic and Laser Technology, 40, pp. 987-994.

Chen, Y. and Ikeda, S. (1997). "Horizental separation flow in shallow open channel with spur dike", Journal of Science and Hydraulic Engineering, 15(2), pp. 15-30.

Deng, J. (1989). "Introduction to grey system"; Journal of Grey Systems, 1, pp. 1-24.

Fazli, M., M. Ghodsian and S.A.A. Salehi, (2008). "Scour and flow field around a spur dike in a 90o bend", International J. Sediment Res., 23(1), pp. 56-68.

Ghodsian, M. and M. Vaghefi, (2009). "Experimental study on scour and flow field in a scour hole around a T-shape spur dike in a 90° bend", International J. Sediment Res., 24(2), pp. 145-158.

Jeyapaul, R.; Shahabudeen, P. and Krishnaiah, K. (2005). "Quality management research by considering multi-response problems in the Taguchi method- a review", Int. J. Adv. Manuf. Technol., 26, pp. 1331-1337.

Masjedi, A., Dehkordi, V., Alinejadi. M. and Taeedi, A., (2010). "Experimental study on scour depth around a T-shape spur dike in a 180 degree bend". World Applied Sciences Journal 10(10), pp. 1146-1152.

Masjedi, A., Akbari, I. and Abyar, H., (2011). "Evaluating scour at L-shape spur dike in a 180 degree bend", World Applied Sciences Journal 15 (12), pp. 1740-1745.

McCoy, A., Constantinescu, G., and Weber, L. (2005). "Coherent structures in a channel with groyne fields: a numerical investigation using LES", World Water and Environmental Resources Congress. Alaska, United States, May 15-19.

Olsen, N. R. B. (2000). "CFD modeling of bed changes during flushing of a reservoir", NTNU, Norwegian University of Science and Technology.

Olsen, N. R. (2011). "A three-dimensional numerical model for simulation of sediment movement in water intakes with multi block option", User's Manual.

Rashedipoor, A., Masjedi, A. and Shojaenjad, R., (2012). "Investigation on scour hole around spur dike in a 180 degree flume bend". World Applied Sciences Journal 19 (7), pp. 24-928.

Uijttewaal, W., Lehmann, D. and Mazijk, A. (2001). "Exchange processes between a river and its groyne fields: model experiments", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 127(11), pp. 928-936.