بررسی تأثیر نیروهای هیدرودینامیکی مؤثر بر حرکت ذرات رسوب برای جریان سیال در کانال‌ها

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 کارشناس ارشد عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 استادیار دانشکده عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

مدل‌سازی فرایند انتقال رسوب نیاز به شناخت عوامل مؤثر بر این فرایند دارد. در این مطالعه به منظور پیش‌بینی الگوی حرکت ذرات رسوب در کانال‌ها، حرکت ذرات جامد کروی در جریان سیال مورد بررسی قرار گرفته و عوامل مختلف مؤثر بر مکانیک انتقال ذرات مورد مطالعه، بررسی شده است. مدل توسعه داده شده به منظور پیش‌بینی الگوی جریان سیال  از یک روش اولری استفاده می‌کند. سپس حرکت ذرات رسوب با نگرش لاگرانژی و با اعمال نیروهای مؤثر بر حرکت ذرات و حل معادله انتقال ذره، ردیابی شده است. همچنین میزان تأثیر هر یک از نیروهای مؤثر مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از این مدل با نتایج موجود در ادبیات فنی مورد مقایسه قرار گرفته است. از مقایسه نتایج می‌توان این‌گونه استنباط نمود که روش عددی مورد استفاده به همراه فرضیات انجام شده در تحقیق، مورد تأیید بوده و نتایج روش پیشنهادی برای محاسبه میزان رسوبات منتقله رضایت‌بخش می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


Ahmadi, G. (1994). Overview of computational and analytical modeling of particle transport and deposition in turbulent flows. Seintica Iranica, Vol 1, 1, pp. 1-23.

Ahmadi, G. (2004). Particle transport, deposition and removal. Clarkson: online curriculum, Clarkson University.

Berlemont, A. (1998). Particle Lagrangian tracking with hydrodynamic interactions and collisions. Flow, Turbulence and Combustion,No. 60, pp. 1-18.

Berlemont, A., Desjonquères, P. and Gouesbet, G. (1990). Particle Lagrangian simulation in turbulent flows. Int. J. Multiphase Flow, 16, pp.19-34.

Brenn G. B. H. (2003). Experimental and numerical investigation of liquid channel flows with dispersed gas and solid particles. International Journal of Multiphase Flow, pp. 219-247.

Cao Z, Wei L and Xie J. (1996). Sediment laden flow in open channels from two phase flow viewpoint. Journal of Hydraulic Engineering, No. 121, Vol. 10, pp. 725-735.

Crowe C., S. M. (1998). Multiphase flows with droplets and particles. CRC Press, U.S.A.

Crowe, C. T. (2006). Multiphase flow handbook. London, New York: Taylor & Francis Boca Raton .

Falconer, R. (1976). Mathematical modelling of jet-forced circulation in reservoirs. University of London.

Gosman, A. and Ioannides, I. (1981). Aspects of computer simulation of liquid-fuelled combustors. AIAA J., 81, 0323.

Kobayashi N. and Seo SN. (1985). Fluid and sediment interaction over a plane bed. Journal of Hydraulic Engineering, 6, pp. 903-921.

Kolahdoozan M. and Falconer R. A. (2003). Three-dimensional geo-morphological modelling of estuarine waters. International Journal of Sediment Research, 18, pp. 1-16.

Kolahdoozan, M.; Imanian, H. and Falconer, R.A.;. (2011). On the criteria for the initiation of motion in tidal inlets, deterministic and stochastic approaches. Coastal Engineering, 58, pp. 1013 - 1022.

Liu, Z. (2001). Sediment Transport. Laboratory for Hydraulic, Institute for Water, Geotechnical and Environmental Engineering, Univercity of Aalborg.

Mc Tigue, D. (1981). Mixture theory for suspended sediment transport. J. Hydr. Div., No. 107(9), pp. 659-673.

Nino Y. and Garcia M. (1998). Using Lagrangian particle saltation observations for bedload sediment transport modelling. Hydrological Processes, Vol 12, 8, pp. 1197-1218.

Patankar, N. A., J. D.-2. (2001). Lagrangian numerical simulation of particulate flows. Minneapolis: Department of Aerospace Engineering and Mechanics, University of Minnesota.
Rostami, M. Ardeshir, A., Ahmadi, G. and Thomas, P. J. (2006). Can the history force be neglected for the motion of particles at high subcritical Reynolds number range? IJE Transactions B: Applications,19, pp. 23-34.

Shams, M., Ahmadi, G. and Smith, D. H. (2002). Computational modeling of flow and sediment transport and deposition in meandering rivers. Advances in Water Resources, Vol 25, 6, pp. 689-699.