نشریه علمی هیدرولیک

نشریه علمی هیدرولیک

هیدرولیک جریان در فلوم با موانع استوانه‌ای چندگانه در شرایط جریان آزاد

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری سازه‌های آبی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران
2 استاد، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران
3 استاد، گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
4 پژوهشگر پسا دکتری، گروه مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه پلی تکنیک هنگ کنگ، هنگ کنگ
چکیده
فلوم‌ها یکی از متداول‌ترین روش‌های اندازه‌گیری جریان در مجاری باز مبتنی بر رابطه دبی- اشل هستند. در این تحقیق، هیدرولیک جریان در فلوم‌های با موانع استوانه‌ای به صورت آزمایشگاهی مطالعه شده است. برای این منظور مدل‌های مختلفی از این نوع فلوم در شرایط جریان آزاد مورد آزمایش قرار گرفت. متغیرهای این تحقیق شامل ارتفاع‌ها و قطرهای مختلف موانع و دبی‌های متفاوت در شرایط جریان آزاد می‌باشند. در این تحقیق برای 11 مدل فلوم در مجموع 190 آزمایش انجام شد. نتایج نشان داد با افزایش قطر و ارتفاع موانع، مقدار شاخص دبی کاهش می‌یابد. همچنین با کاهش ارتفاع و افزایش قطر موانع، سازه در دبی کمتری مستغرق گردید. سپس با استفاده از تحلیل ابعادی پارامترهای بدون بعد موثر این فلوم استخراج شده و در نهایت با استفاده از رگرسیون چند متغیره غیرخطی یک رابطه تجربی ارائه شد که دقت آن با استفاده از معیارهای آماری مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار R2 این رابطه برای داده‌های آموزش و واسنجی 98/0 می‌باشد. مقدار خطای نسبی این رابطه بر اساس داده‌های واسنجی حدود 11 درصد است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Aminpour, Y., Vatankhah, A.R. & Farhoudi, J. (2020). Experimental modeling of flumes with two semi-cylinder contractions (free and submerged flows). Flow Measurement and Instrumentation, 76, 101844,‏ https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst. 2020.101844.
Baiamonte, G. & Ferro, V. (2007). Simple flume for flow measurement in sloping open channel. Journal of irrigation and drainage engineering, 133(1), 71-78, https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437 (2007)133:1(71).
Bijankhan, M., Teymourkhani, A. & Ferro, V. (2022). Portable central baffle flume. Journal of Agricultural Engineering, 53(2), https://doi.org/ 10.4081/jae.2022.1339.
Blaisdell, F.W. (1994). Results of Parshall flume tests. Journal of irrigation and drainage engineering, 120(2), 278-291.
Carollo, F.G. & Pampalone, V. (2021). Testing the stage-discharge relationship in sloping SMBF flumes. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 147(5), 04021010,‏ https://doi.org/ 10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001558.
Carollo, F.G., Di Stefano, C., Ferro, V. & Pampalone, V. (2016). New stage-discharge equation for the SMBF flume. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 142(5), 04016005,‏ https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001 0.
Di Stefano, C., Di Piazza, G.V. & Ferro, V. (2008). Field testing of a simple flume (SMBF) for flow measurement in open channels. Journal of irrigation and drainage engineering, 134(2), 235-240.‏
Ferro, V. (2002). Discussion of “Simple flume for flow measurement in open channel, by Zohrab Samani and Henry Magallanez. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 128(2), 127–129.
Hager, W.H. (1985). Modified venturi channel. Journal of irrigation and drainage engineering, 111(1), 19-35.‏
Hager, W.H. (1986). Modified, trapezoidal Venturi channel. Journal of Irrigation and drainage engineering, 112(3), 225-241.‏
Hager, W.H. (1988). Mobile flume for circular channel. Journal of Irrigation and drainage engineering, 114(3), 520-534.‏
Kapoor, A., Ghare, A.D. & Nair, S. (2021). Modeling of Conical Central Baffle Flumes Using CFD. In: International Conference on Hydraulics, Water Resources and Coastal Engineering, 127-137, Singapore: Springer Nature Singapore,‏ https://doi.org/10.1007/978-981-19-9151-6_11.
Nair, P.S., Ghare, A.D. & Kapoor, A. (2024). An approach to hydraulic design of Conical Central Baffle Flumes. Flow Measurement and Instrumentation, 97, 102573,‏ https://doi.org/ 10.1016/j.flowmeasinst.2024.102573.
Parsaie, A., Dehdar-Behbahani, S., Devi, G.S.L., Haghiabi, A. & Afaridegan, E. (2023). The discharge coefficient of SMBF flumes under free and submerged conditions. Applied Water Science, 13(12), 236,‏ https://doi.org/10.1007/ s13201-023-02048-4.
Parshall, R.L. (1926). The improved Venturi flume. Transactions of the American Society of Civil Engineers, 89(1), 841-851.‏
Samani, Z., Jorat, S. & Yousaf, M. (1991). Hydraulic characteristics of circular flume. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 117(4), 558-566.‏
Samani, Z. & Magallanez, H. (1993). Measuring water in trapezoidal canals. Journal of irrigation and drainage engineering, 119(1), 181-186.‏
Samani, Z. & Magallanez, H. (2000). Simple flume for flow measurement in open channel. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 126(2), 127-129.‏
Shen, G., Chen, Y., Sun, L., Parsaie, A. & Wan, W. (2025). The interpretable model for the discharge coefficient of a contraction flume under free and submerged flows. Flow Measurement and Instrumentation, 105, 102918, ‏https://doi.org/10. 1016/j.flowmeasinst.2025.102918.
Vatankhah, A.R. & Mohammadi, M. (2020). Stage–discharge equation for simple flumes with semi-cylinder contractions. SN Applied Sciences, 2(3), 510, ‏https://doi.org/10.1007/s42452-020-2317-z.

  • تاریخ دریافت 11 تیر 1404
  • تاریخ بازنگری 06 شهریور 1404
  • تاریخ پذیرش 16 شهریور 1404