کاربرد معادلات یک بعدی مرتبه بالا در پیش بینی خصوصیات جریان کانال روباز با تنگ شدگی جانبی

نوع مقاله: یادداشت تحقیقاتی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه

2 گروه مهندسی آب، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

سازه‌های کانال با تنگ‌شدگی جانبی یکی از سازه‌های متداول اندازه‌گیری دبی در کانال‌های روباز هستند. با توجه به سه بعدی بودن جریان استخراج منحنی سنجه-دبی این سازه‌ها با استفاده از مدل فیزیکی و یا مدل‌های سه بعدی انجام می‌شود. استفاده از این مدلها نیاز به صرف زمان و هزینه قابل توجه دارد. معادلات بوسینسک که در سال‌های اخیر با در نظر گرفتن انحنا و شیب خط جریان استخراج شده‌اند، دارای درستی بالایی در پیش بینی خصوصیات هیدرولیکی سازه‌های با تغییر ارتفاع بستر کانال می‌باشند. در این مقاله معادلات بوسینسک برای تنگ شدگی جانبی کانال مستطیلی توسعه پیدا کرده است. معادلات به دست آمده برای استخراج منحنی سنجه دبی در سازه پارشال فلوم و پیش بینی پروفیل سطح آب در فلوم Khafagi به کار رفته است. مقایسه نتایج آزمایشگاهی با معادلات حاکی از درستی قابل قبول این معادلات در پیش بینی پروفیل سطح آب و منحنی سنجه دبی در سازه‌های با تنگ‌شدگی جانبی و برآمدگی بستر را دارد. همچنین یک بعدی بودن این معادلات باعث کاهش زمان مورد نیاز اجرا نسبت به مدل سه بعدی FlOW3D شده است.

کلیدواژه‌ها


اسدی، م.، کوچک‌زاده، ص. و ستوده‌نیا، ع. (1390). راهنمای اندازه‌گیری جریان آب. کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران.

کبیری سامانی، ع. و باقری، س. (1393). طراحی کانال‌ها و سازه‌های انتقال آب، ارکان دانش.

Darvishi, E. Fenton, J. and Kouchakzadeh, S., (2017). “Boussinesq equations for flows over steep slopes and structures”, Journal of Hydraulic Research, 55(3), 324-337.

Dressler, R. F. (1978). “New nonlinear shallow-flow equations with curvature”. Journal of Hydraulic Research, 16(3), 205-222.

Gharangik, A. M., and Chaudhry, M. H. (1991). “Numerical simulation of hydraulic jump”. Journal of Hydraulic Engineering, 117(9), 1195-1211.

Khafagi, A. (1942). “Der Venturikanal: Theorie und Anwendung”. Versuchsanstalt für Wasserbau, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Mitteilung 1. Leemann, Zürich, Switzerland [in German]

Mohapatra, P., and Chaudhry, M. (2004). “Numerical solution of Boussinesq equations to simulate Dam-Break flows”. Journal of Hydraulic Engineering, 130(2), 156-159.

Parshall R. L. (1936). The parshall measuring Flume, Colorado State College, Colorado Experiment Station, Fort Collins.

Zerihun, Y. T., and Fenton, J. D. (2007). “A Boussinesq-Type model for flow over trapezoidal profile weirs”. Journal of Hydraulic Research, 45(4), 519-528.