مطالعة عدد فرود بحرانی ناشی از تنگ‌شدگی موضعی مخزن سد با لایه‌بندی خطی و خروجی نواری و نقطه‌‌ای

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 کارشناس ارشد عمران-آب، دانشگاه صنعتی شریف

2 دانشیار دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

در مطالعة فرایندهای هیدرودینامیک زیست‌محیطی مخزن سدها، شناخت پدیدة تخلیة‌ گزینشی مهم است. از این روش برای تخلیة آب با کیفیـت مشخص یا به‌دست آوردن آب با دمای دلخواه استفاده می‌شود و ابزاری در مدیریت بهینة منابع آب به‌شمار می‌رود. با به‌کارگیری این پدیده می‌توان آب مورد نیاز برای مصارف گوناگون مانند آشامیدن، کشاورزی، صنعتی و مانند آن را تفکیک کرد.
با توجه به‌ تأثیر مهم توپوگرافی مخزن سد ( برآمدگی در کف مخزن یا تنگ‌شدگی جانبی) بر تخلیة‌گزینشی، در این مقاله اثر تنگ‌شدگی بر انتشار امواج برشی (در حالت سیستم سیال با لایه‌بندی خطی و خروجی نواری و نقطه‌ای) به‌صورت آزمایشگاهی و با استفاده از روش 1PIV بررسی شده و عدد فرود بحرانی برای پیشگیری از پیدایش تخلیة گزینشی در هر یک از این دوحالت محاسبه و نتایج به‌دست آمده با رابطة نظری موجود مقایسه می‌شود. سپس عدد فرود بحرانی در بالادست محل تنگ‌شدگی موضعی مخزن سد با رابطة تجربی دیری و جمالی (2005) در حالت سیال با لایه‌بندی خطی و خروجی نواری مقایسه و نتایج آزمایشگاهی ارائه می‌شود.
عدد فرود بحرانی در حالت خروجی نقطه‌ای، در حدود 20 درصد کاهش نسبت به حالت خروجی خطی نشان می‌دهد و رابطه تجربی دیری- جمالی (2005)، دقت مناسبی در محاسبة عدد فرود بحرانی در بالادست تنگ شدگی در حالت سیال با لایه‌بندی خطی و خروجی خطی دارد.

کلیدواژه‌ها


دیری م. (1384) "مطالعه آزمایشگاهی جریان در داخل مخزن سد لایه‌بندی شده با هندسه نامنظم"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف.

Day J. (1992). “Selective withdrawal through a contraction with point sink”, PS Thesis, Department of Civil and Environmental Engineering U.W. Astralia.

Debler W.R. (1959). “Stratified flow into a line sink”, J. Eng. Mech. Div. ASCE 85, 51.

Imberger J., Thompson R. and Fandy C. (1976). “Selective withdrawal from a finite rectangular tank”, J. Fluids Mech. 78, 489.

Imberger J. (1980). “Selective withdrawal: a review. in proc. 2nd int. Simp. on Stratified Flow”, Int. Ass. Hydraulics Research (IAHR), Trondheim.

Imberger J. and Paterson J.C. (1990). “Physical limnology”, Adv. Appl. Mech. 27, 303.

Hill  D. F. (2000). “Making waves in nonlinearly stratified fluids”, Fifth International Symposium on Stratified Flow, UBC, Vancouver, pp. 767-773.

Jamali M. (2003). “Topographic effects on establishment of selective withdrawal”, Phys. Fluids 15, No. 12.

Kao T.W., Pao H.S. and Wei S.N. (1974). “Dynamics of establishment of selective withdrawal of a stratified fluids from a line sink, part2-Experimental”, J. Fluid Mech. 65, 689.

Kao T.W. (1976). “Selective withdrawal criteria of stratified fluids”, J. Hydr. Div. ASCE 102, 717.

Koh R.C.Y. (1966a). “Unsteady stratified flow into a sink”, J. Hydr. Res. 4(2), pp. 21-35.

Koh R.C.Y. (1966b) “Viscouse stratified flow toward a sink”, J. Fluid Mech. 24, pp. 555-575.

Lawrence G.A. and Imberger J. (1979) “Selective withdrawal through a point sink in a continuously stratified fluid with a pycnocline”,Enviromental Dynamics Rept. No. ED-79-002, Center for WaterResearch, University of Western Australia.

Pao H.S. and Kao T.W. (1974). “Dynamics of establishment of selective withdrawal of a stratified fluids from a line sink, part1-Theory”, J. Fluid Mech. 65, 657.

Shaaban S. and Jamali M. (2003). “Numerical study of effects of a sill on selective withdrawal,” Proceeding of XXX IAHR Congress, Thessaloniki, Greece.

Yih C.S., O’Dell W. and Debler W.R. (1962) “Prevention of stagnation zones inflows of a stratified or a rotating fluids”, Proc. U.S. Nat. Congr. App. Mech., 4th, pp. 1441.