انجمن هیدرولیک ایراننشریه علمی هیدرولیک2345-42379120140522Evaluation of Hydraulic Jump on Dentate Blocks Stilling Basinارزیابی پرش هیدرولیکی روی حوضچه دندانهدار بلوکی110791010.30482/jhyd.2014.7910FAمحبوبهجمکارشناسی ارشد سازههای آبی، بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیرازاسداللهمردشتیاستادیار بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیرازناصرطالب بیدختیاستاد بخش راه و ساختمان و محیط زیست، دانشکده مهندسی، دانشگاه شیراز0000-0002-9322-2416Journal Article20150207The generated kinetic energy at the toe of spillways should be dissipated in the shortest basin to provide normal condition downstream of the river. This research aims to introduce the roughened stilling basin by means of roughness elements (dentate blocks) with new geometry form and arrangement. The study also investigates the effect of different parameters of hydraulic jump on this new stilling basin for the Froude numbers in the range of 11 to 14. The experimental results show a reduction of hydraulic jump parameters on dentate blocks stilling basin while compared to the smooth bed. Length of hydraulic jump and sequent depth was reduced by about 50-60% and 10-12%, respectively. Finally the required roughness length and length of hydraulic jump on dentate blocks stilling basin were compared with the smooth bed basin. For dentate block length of basin was 50-60 percent less and the length of hydraulic jump was only 35-40 percent less than the smooth basin.مستهلک کردن انرژی جنبشی ایجاد شده در پنجه سرریز، برای جلوگیری از فرسایش بستر رودخانه در پاییندست، بسیار لازم و ضروری است. هدف این پژوهش، ارائه حوضچه زبر شده به وسیله اجزای زبری (بلوکهای دندانهدار) با شکل هندسی و آرایش چیدمان جدید و نهایتاً بررسی تأثیر پارامترهای مختلف جهش هیدرولیکی در محدوده اعداد فرود 14-11، روی آن است. نتایج آزمایشگاهی کاهش پارامترهای جهش هیدرولیکی را روی حوضچه دندانهدار بلوکی نسبت به بستر صاف نشان دادند، به طوری که طول پرش و عمق ثانویه پرش به ترتیب 60-50 درصد و 12-10 درصد کاهش داشته است. نهایتاً در حوضچه دندانهدار بلوکی، با ایجاد پرشی معادل با پرش روی بستر صاف، طول زبری مورد نیاز و طول جهش هیدرولیکی آن با بستر صاف مقایسه شد که به میزان 60-55 درصد در طول حوضچه و 40-35 درصد در طول جهش هیدرولیکی، کاهش مشاهده گردید.https://jhyd.iha.ir/article_7910_49e863b146f3b5470ee222ee84669b1c.pdfانجمن هیدرولیک ایراننشریه علمی هیدرولیک2345-42379120140522Investigation on the Effect of Sediment Level on Pressurized Flushing Performance from Reservoirs using Physical Modelبررسی تأثیر تراز رسوب مخزن بر راندمان رسوبزدایی تحت فشار1125791110.30482/jhyd.2014.7911FAمیناشهیرنیادانش آموخته کارشناسی ارشد سازههای آبی، دانشگاه تربیت مدرسسید علیایوبزادهدانشیار گروه سازههای آبی، دانشگاه تربیت مدرسجمالمحمدولی سامانیاستاد سازههای آبی، دانشگاه تربیت مدرسJournal Article20150207In the Pressurized Flushing method, the previously settled sediments at the bottom of the reservoir will be cleaned up and flushed by the downstream water after opening dam’s bottom outlets. The volume of the flushed sediments can be affected by various factors such as the reservoir water surface elevation, flow rate, and sediment elevation at the dam. This study investigates the laboratory scale “Pressurized Flushing” method as well as the impacts of sediment elevation on the efficiency and the dimensions of scour funnel. A physical model was built in Tarbiat Modarres University in order to assess the effects of the aforementioned factors. All the tests were performed at 3 sediment levels and in each sediment level with 3 water depths and 3 flow rates. According to the measured data, there is a direct correlation between the flushing cone dimensions and the sediment elevations. Based on the measured cone dimensions; the greater the sediment discharge at the higher sediment elevations, the greater the dimensions of the flushing cone will be. Furthermore, increasing of the accumulated sediments elevations at the reservoir leads to a higher efficiency of the pressurized flushing. An average increase of 29 percent in sediment elevation leads to 2 percent increase in the efficiency .Moreover, it has been observed that the flushing cone shape in plan view closely resembles a semicircle. Finally, based on the experimental data, dimensionless equations were developed in order to determine the dimensions of the scour funnel. There was a good correlation between the equations and the experimental data.در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی رسوبشویی تحت فشار و اثر تغییرات تراز رسوبات بر راندمان و ابعاد حفره رسوبشویی پرداخته شده است. برای بررسی تأثیر پارامترهای مذکور از یک مدل فیزیکی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه تربیت مدرس استفاده شد. آزمایشات بر روی سه تراز رسوبات، سه ارتفاع آب و سه دبی تخلیه برای هر ارتفاع آب انجام گرفت. با توجه به نتایج مربوط به ابعاد اندازهگیری شده مخروط، بین تراز رسوبات و ابعاد مخروط رسوبشویی ارتباط مستقیمی وجود دارد و انتظار میرود با افزایش تراز رسوبات نرخ گسترش ابعاد مخروط رسوبشویی افزایش یابد. همچنین راندمان رسوبشویی تحت فشار با افزایش تراز رسوبات تجمع یافته در مخزن افزایش مییابد، به طوری که با افزایش تراز رسوبات به میزان میانگین 29 درصد، راندمان به طور میانگین 2 درصد افزایش مییابد. از طرفی مشاهده شد شکل مخروط رسوبشویی در پلان به نیمدایره نزدیک بوده و گسترش عرضی آن درکلیه آزمایشها از گسترش طولی بیشتر است. در نهایت بر اساس دادههای آزمایشگاهی روابط بدون بعدی برای پیشبینی ابعاد حفره رسوبشویی شامل طول، عرض و حجم حفره بدست آمد. این روابط دارای ضریب تبیین بالایی (حداقل 99 درصد) بوده و تخمین خوبی را ارایه میکنند.https://jhyd.iha.ir/article_7911_11833d4b4ec685c371ae6d1a65cc341e.pdfانجمن هیدرولیک ایراننشریه علمی هیدرولیک2345-42379120140522An Analytical Solution for Finding the Deflection Point of the Wetted Perimeter – Discharge Curve by Hydraulic Methods for the Determination of Environmental Flow requirementsحل تحلیلی تعیین نقطه شکست نمودار محیط تر شده – دبی در روش هیدرولیکی تعیین حداقل جریان زیست محیطی2743791310.30482/jhyd.2014.7913FAمجیدامینیدانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آب، دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوینعلیرضاشکوهیدانشیار، گروه مهندسی آب، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوینJournal Article20150207.
In this paper, an analytical solution for determining the minimum water requirement by hydraulic methods (the wetted perimeter approach) is presented. The numerical methods (semi analytical – semi graphical methods) used for solving the non-linear and complex equations of the Hydraulic Method are strongly affected by elements such as the solution method, the increments of independent variable, the geometric properties of the section used to derive the required parameters, and the huge amount of calculations to achieve a reliable result. Indirect approach and reverse solution of the achieved equation to determine the environmental discharge, is another problem when using the Hydraulic Method. The common method of employing an index section or making an index section via averaging different sections, which could impose uncertainty with unknown sources to the solution, is not used in the presented approach. The case study on the Kazemroud River, as a perennial river in the west of Mazanderan Province, showed the complete agreement between the two analytical approach and numerical method. The Hydraulic Method gives the minimum environmental water requirement approximately as much as the annual average discharge of the river, while the Tenant (Montana) Method introduces just 10% of that discharge as the minimum discharge that could lead the river towards a critical situation. If the simplicity of application and insufficient amount of time is the reasons for accepting the Hydrologic Methods like the Tenant Method, the results of this research gives those advantages to the Hydraulic Method that makes it an incomparable approach for the minimum environmental water allocation in rivers.در مقاله حاضر برای حل معادلات پایه روش هیدرولیکی محیط تر شده بهمنظور تعیین دبی زیست محیطی، روشی تحلیلی توسعه داده شده است. روشهای عددی (روشهای نیمه تحلیلی – نیمه ترسیمی) مورد استفاده برای حل توابع غیرخطی و پیچیده روش هیدرولیکی تحت تأثیر عواملی همچون روش حل، بزرگی تغییرات جزئی در نظر گرفته شده برای متغیر مستقل، مشخصات هندسی مقطع مورد استفاده برای استخراج پارامترها و حجم زیاد عملیات تا حصول نتیجهای دقیق میباشند. عدم تحصیل مستقیم جواب و نیاز به حل معکوس معادله حاصله برای تعیین دبی زیست محیطی را نیز باید بر این مشکلات افزود. روشی که در این مقاله ارائه میشود از ضریب معادله تغییرات دبی - محیط تر شده استفاده کرده و مقدار دبی حداقل را مستقیماً بهدست میدهد. روش مرسوم استفاده از مقطع معرف و یا متوسط گیری از مقاطع مختلف، که میتوانند شبهه عدم صحت نتیجه حاصل از روش هیدرولیکی را برای کل بازه مورد مطالعه بوجود آورد، در روش تحلیلی ارائه شده بکار گرفته نمیشود. مطالعه موردی انجام شده بر روی رودخانه کاظمرود که یک رودخانه دائمی در غرب مازندران است، انطباق کامل روش جدید و راه حل عددی را نشان میدهد. در حالی که روش هیدرولیکی، دبی زیست محیطی را در حد دبی متوسط دراز مدت رودخانه کاظم رود بهدست میدهد، روش هیدرولوژیکی مورد استفاده در ایران یعنی روش تنانت (مونتانا) تنها 10 درصد این دبی را به عنوان دبی حداقل معرفی میکند. استفاده از مقادیر بهدست آمده از روش هیدرولوژیکی در برنامهریزی منابع آب این رودخانه تهدیدات زیست محیطی به دنبال خواهد داشت. اگر سهولت استفاده و زمان ناکافی برای مطالعات دلیل استفاده از روشهای هیدرولوژیکی نظیر تنانت میباشد، روش پیشنهادی در این مطالعه، با دارابودن مزیت های روش هیدرولوژیکی از دقت بالاتری برخوردار است.https://jhyd.iha.ir/article_7913_5527eaab87a00dbe1614481ef174f285.pdfانجمن هیدرولیک ایراننشریه علمی هیدرولیک2345-42379120140522Effect of Non-submerged Rigid Vegetation in Floodplain on Bed Shear Stress around Bridge Abutmentمطالعه تنش برشی بستر پیرامون تکیهگاه پل در حضور پوشش گیاهی صلب غیر مستغرق روی دشت سیلابی4557791410.30482/jhyd.2014.7914FAیوسفرمضانیاستادیار، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجندمهدیقمشیاستاد، گروه سازههای آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.0000-0002-8361-1645Journal Article20150207Most of bridge abutments are located in floodplains and locating them in the main channels are less common. One of common cases in floodplains is the existence of vegetation cover. Scope of this study is investigation on the effect of non-submerged rigid vegetation in floodplain on bed shear stress around bridge abutment in compound channels. Experiments were carried out for different vegetation densities. Increasing vegetation density was 2 times at each step. Reynolds stresses of , and were used to calculate bed shear stress. Flow velocity was measured by electromagnetic 3D velocimeter at different depths. In this study, because of low flow depth in floodplain, electromagnetic velocimeter cannot measure fluctuations of velocity near the bed. Therefore, Reynolds stresses was calculated at different depths and extrapolation of them to the bed were used to estimate bed Reynolds stresses of , and . Results show that maximum bed shear stress occurred at the upstream corner of the abutment. Bed shear stress development at the upstream corner of the abutment was seen at about a 45 degree angle. In cases that vegetation cover was used, shear stress at the abutment nose decreased and shear stress at the main section of the compound channel increased. Also, with increase in vegetation density, shear stress at the abutment nose decreased. Shear stress at the abutment nose, 3.84 N/m<sup>2 </sup>for the case with no vegetation, 3.41 N/m<sup>2</sup> for the case with s=16, 3.04 N/m<sup>2</sup> for the case with s=12 and 2.61 N/m<sup>2</sup> for the case with s=8, were calculated. The parameter S is the distance between cylinders in centimeter.بیشتر تکیهگاه پلها در دشت سیلابی قرار گرفتهاند. یکی از موارد متداول در دشت سیلابی وجود پوشش گیاهی است. هدف این تحقیق بررسی اثر پوشش گیاهی صلب غیر مستغرق روی دشت سیلابی بر میزان تنش برشی بستر پیرامون تکیهگاه پل در مقطع مرکب میباشد. تراکمهای مختلف پوشش گیاهی در دشت سیلابی مورد استفاده قرار گرفت. انتخاب تراکمها به گونهای بود که در هر گام، تراکم پوشش گیاهی تقریباً دو برابر شود. برای محاسبه تنش برشی بستر، از تنشهای رینولدزی ، و استفاده شد. سرعت جریان در اعماق مختلف بوسیله سرعتسنج سه بعدی الکترومغناطیس اندازهگیری شد. در این تحقیق با توجه به عمق کم جریان در دشت سیلابی، سرعتسنج الکترومغناطیس توانایی اندازهگیری نوسانهای سرعت نزدیک کف کانال را نداشت. بنابراین، تنش رینولدزی در اعماق مختلف محاسبه و برای محاسبه تنشهای رینولدزی کف کانال ، و از روش برونیابی تنشهای رینولدزی به بستر کانال استفاده شد. نتایج نشان میدهد بیشترین میزان تنش برشی در دماغه بالادست تکیهگاه است. همچنین، توسعه تنش برشی تحت یک زاویه مایل حدوداً 45 درجه نسبت به دماغه بالادست تکیهگاه مشاهده شد. در حالتهایی که پوشش گیاهی استفاده شد، تنش برشی دماغه تکیهگاه کم شده و تنش برشی در آبراهه اصلی مقطع مرکب افزایش داشته است. همچنین، با افزایش تراکم پوشش گیاهی، تنش برشی دماغه تکیهگاه کاهش مییابد. تنش برشی دماغه تکیهگاه، در حالت بدون پوشش گیاهی معادل 84/3، در حالت 12<em>S</em>= به میزان 41/3، در حالت 16<em>S</em>= برابر 04/3 و در حالت 8<em>S</em>= معادل 6/2 نیوتن بر متر مربع محاسبه شد. <em>S</em> فاصله بین موانع به سانتیمتر است.https://jhyd.iha.ir/article_7914_17a3120e4e5fbdc3cb5b5f946809b06a.pdfانجمن هیدرولیک ایراننشریه علمی هیدرولیک2345-42379120140522» Research Note «
Numerical Study of the Effect of Ratio of Radius to Width on Flow Pattern in a 90 Degree Bend«یادداشت تحقیقاتی» بررسی عددی اثر نسبت شعاع انحنا به عرض بر الگوی جریان در قوس 90 درجه5968791510.30482/jhyd.2014.7915FAسمیهالیاسیدانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی عمران- آب، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی کرمانشاهافشیناقبالزادهاستادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی کرمانشاهمحمدواقفیاستادیار سازههای هیدرولیکی، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه خلیج فارس، بوشهر0000-0001-5862-915Xمیتراجواناستادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی کرمانشاه0000-0002-2509-458XJournal Article20150207Flow pattern in river bends is very complicated and fully three dimensional in nature with high turbulence intensity. This type of flow has a great influence on the river morphology by eroding the outer bank which results in deposits of sediment at the inner bank. Owing to the importance of the study of such flow, in this study flow in bend was simulated using FLOW-3D software. FLOW-3D utilizes a volume of fluid (VOF) method for free surface simulation. RNG turbulence model was used for closing the 3-D Reynolds-averaged Navier-Stokes equations. Experimental data from a laboratory study of flow in a rigid bed channel with a 90 degree bend were used to verify the results from the numerical model. The central radius of the bend and ratio of radius of the bend to width were 2.4 m and 4, respectively. Numerical results showed good agreement with the experimental results. Then four ratios of radius to width of the bend: R/B=2, 3 4 and 5 were simulated to study the effect of ratio of radius to width on flow pattern. Based on the results of the longitudinal velocity component, at the start of the bend the cross-section maximum velocity occurred adjacent to the inner bank for all ratios of radius to width. Toward the end of the bend, in the sharpest bend (R/B=2), maximum velocity occurred adjacent to the inner bank, but it shifted to the area close to the outer bank for other ratios of radius to width. The transverse slope of the free surface increases as the ratio of radius to width decreases.الگوی جریان در رودخانهها پس از ورود به قوس به شکل مارپیچی بوده و دارای ماهیت کاملاً سهبعدی و توأم با آشفتگی زیاد است. با توجه به اهمیت بالای بررسی چنین جریانی، در تحقیق حاضر ابتدا الگوی جریان در یک کانال دارای قوس 90 درجه با بستر صلب که نسبت شعاع به عرض آن برابر 4 است، با استفاده از نرمافزار FLOW-3D شبیهسازی شد. از روش حجم سیال برای شبیهسازی سطح آزاد و از مدل آشفتگی RNG <sup>1 </sup>برای بستن معادلات ناویر استوکس استفاده شده است. نتایج بدست آمده تطابق مناسبی با نتایج آزمایشگاهی نشان دادند. سپس در ادامه، به منظور بررسی نسبت شعاع به عرض بر الگوی جریان، از کانالهایی با نسبت های شعاع به عرض 2، 3، 4 و 5 استفاده شد. بر اساس نتایج بدست آمده در خصوص سرعت طولی جریان، در ابتدای قوس بطور کلی برای تمام نسبتهای شعاع به عرض، سرعت بیشینه در نزدیکی جداره داخلی رخ میدهد. به سمت انتهای قوس، برای حالت نسبت شعاع به عرض برابر 2 (تندترین قوس)، سرعت بیشینه در مقطع همچنان در نواحی نزدیک جداره داخلی اتفاق افتاده، اما برای سایر نسبتهای شعاع به عرض محل وقوع سرعت بیشینه به نواحی نزدیک جداره خارجی منتقل میشود. در خصوص سطح آزاد با کاهش نسبت شعاع به عرض (تندتر شدن قوس) شیب جانبی افزایش مییابد.https://jhyd.iha.ir/article_7915_20568692db622456cc42a2e853ca21f8.pdfانجمن هیدرولیک ایراننشریه علمی هیدرولیک2345-42379120140522» Research Note «
Head Loss of Transient Accelerating Flows for Pipes in Series«یادداشت تحقیقاتی» بررسی تغییرات کاهش فشار ناشی از جریان میرای افزاینده در لولههای سری6976791610.30482/jhyd.2014.7916FAسارهزرگردانشجوی کارشناسی ارشد سازههای آبی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهوازمنوچهرفتحیمقدماستاد گروه سازههای آبی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چهران اهوازJournal Article20150207Creation of transient flow in closed conduit is a common phenomenon and also causes serious damage in water supply systems. Flow path leads the system to design of pipes in contraction and expansion series and also gradual and sudden changes in the cross-sections. These changes create negative pressures in pipes specially where pipe diameter changes. The main purpose of this study is experimental investigation of pressure-wave changes in pipes in contraction and expansion series specially where the diameter changes. Tests were carried out with different speeds of valve opening and the results showed that in pipes in contraction series, changes of pressure-wave speed due to pressure changes (that resulted from the opening of the valve at the downstream end of the piping system), at the locations where the diameter changes was more than sections near the valve.وجود جریان غیرماندگار در سیستمهای آبرسانی تحتفشار امری اجتنابناپذیر بوده که سیستمهای انتقال را در معرض خطرات و آسیبهای جدی نیز قرار میدهد. مسیر عبور مجرای جریان، خطوط انتقال را به سوی طرح لولههای سری واگرا و همگرا و وجود تبدیلهای تدریجی و ناگهانی سوق میدهد. تغییر سطحمقطع، عامل ایجاد فشارهای منفی در مسیر، بهویژه در محدوده تغییرات قطر میشود. از این رو هدف اصلی این تحقیق بررسی تغییرات موج فشاری در مسیر خطوط لولههای سری واگرا و همگرا، بهویژه در محل تغییر قطر به صورت آزمایشگاهی است. آزمایشها در حالتهای مختلف بازشدن آهسته و سریع شیر انجام شد و نتایج نشان داد که در سیستم واگرا تغییر سرعت موج فشاری سبب شد که تغییرات فشار ناشی از بازشدن شیر پاییندست سیستم، در مقطع تغییر قطر، بیشتر از مقطع کنار شیر شود.https://jhyd.iha.ir/article_7916_e0854e3c03ec877be65d351b90680d46.pdf