بررسی تاثیر زبری برروی استهلاک انرژی و سرریزهای پلکانی گابیونی، با استفاده از مدل ریاضی FLOW- 3D

Subject Areas : Irrigation and Drainage

کمال علاسوند ¹ , جواد احدیان ² , حسین فتحیان ³

1 - گروه سازه‌های آبی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد جامع شوشتر، ایران.
2 - عضو هیئت علمی، دانشکده علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران.
3 - عضو هیئت علمی، دانشکده علوم آب، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، ایران.

Received: 2011-09-25 Accepted : 2011-12-08 Published : 2633-05-22

Keywords:

Abstract :

بررسی خصوصیات و رفتار جریان، در سازه­های هیدرولیکی، از پدیده­های پیچیده ای است که استفاده از نرم افزار در آن را امری اجتناب نا­پذیر می­نماید. سرریز پلکانی گابیونی سازه هیدرولیکی ساده‏ای است که برای استهلاک انرژی در سدهای مختلف و نیز کنترل فرسایش پایین دست سازه، استفاده می شود. سرریز پلکانی گابیونی از پله‌هایی تشکیل می شود که از نزدیکی تاج سرریز شروع شده و تا پاشنه پایین دست ادامه می یابند. در این تحقیق، نسبت عرض به طول زبری­ها (b/h) برابر با 1، 5/0 و 25/0 و سه حالت ارتفاع زبری، برای دبی‌های4 تا 220 لیتردر ثانیه، در مدلی 9 پله­ای، با ارتفاع پله­های 1/0 متر و شیب 21 درجه، مورد بررسی قرار گرفت. و همچنین در خصوص تاثیر زبری­ها در نحوه پراکنش انرژی و بوجود آمدن جریان گردابه­ای، روی پلکان­های سرریز پلکانی گابیونی به وسیله نرم افزار Flow3D پرداخته شد. نتایج این تحقیق نشان میدهد که در بازه دبی‌های 004/0 و 009/0 و 01/0 متر مکعب بر ثانیه، رژیم جریان به صورت ریزشی و از دبی 016/0 متر مکعب بر ثانیه به بالاتر، رژیم جریان، به صورت غیر ریزشی است و بیشترین استهلاک انرژی، مربوط به دبی 016/0 است که با 5/79 درصد انرژی، مستهلک می شود و کمترین استهلاک انرژی، مربوط به دبی 220/0 متر مکعب بر ثانیه می باشد که  با 4/20 درصد انرژی، مستهلک شده خواهد بود.

References:

- جانسون، ه. (2005). هیدرولیک شوت و سرریزهای پلکانی ، ترجمه ابوالفضل شمسایی . انتشارات دانشگاه صنعتی شریف تهران.

- منصوری، ع. و پدرام ، ا . (1387). بررسی استهلاک انرژی روی سرریز پلکانی لبه دار ، هفتمین کنفرانس هیدرولیک ایران ، دانشگاه صنعت آب و برق ( شهید عباس­پور).

- باقری، ا . (1380). تاثیر شیب طولی و ارتفاع بهینه براستهلاک انرژی در سرریزهای پلکانی ،هفتمین کنفرانس ملی هیدرولیک ایران ، دانشگاه تربیت مدرس تهران.

- بیدختی ، ط. (1387). بررسی سرریز پلکانی در رژیم ریزشی با استفاده از نرم افزار matlab-6. دانشگاه تهران.

- مرودشتی،م. احمدی، د. (1389). تاثیر فرآیند پله­ای- حوضچه­ای بر روی استهلاک انرژی سرریزهای پلکانی. دانشگاه فردوسی مشهد.

- Chanson, H. (2002) . The Hydraulics of Stepped Chutes and Spillways. pp. Australia: Swets and Zeitlinger B. V., Lisse.

- Chanson, H. (1997). Air bubble entrainment in freesurface turbulent shears flows. Academic Press, London, UK, pp: 401.

- Flow - 3D, M. (2005). Manual and user guide of Flow - 3D Software, Fluent Inc.,

- Rajaratnam, N. and Chamani, M.R. (1995). Energy Loss at Drops. Jl of Hyd. Res., IAHR, Vol. 33, No. 3: 373-384. Discussion: Jl if Hyd. Res., IAHR, Vol. 34, No. 2: 273-278.