تأثیر موانع منشوری شکل بر روی خصوصیات امواج عرضی در جریان کانال‌های باز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1- دانشجوی دکتری سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 2- استاد گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

با عبور آب از بین موانع (وجود درختان در رودخانه، پایه­های پل و هر سازه هیدرولیکی دیگر) در پائین‌دست آن‌ها جریان­های حلقوی ایجادشده و از تداخل این جریان­های حلقوی تشکیل‌شده، امواج سطحی که راستای انتشارشان عمود بر جهت جریان آب است، تشکیل می­شود. در این تحقیق تأثیر شکل موانع بر روی تشکیل امواج عرضی موردبررسی قرارگرفته است. برای این منظور از موانع استوانه­ای و مثلثی استفاده شد. برای مانع مثلثی دو حالت برخورد جریان به رأس و ضلع مثلث در نظر گرفته شد. دبی­های 5، 15 و 25 لیتر بر ثانیه و کارگذاری موانع به­صورت موازی با آرایش، ،  و  (میلی­متر در میلی­متر)، در نظر گرفته شد. درمجموع 36 آزمایش صورت پذیرفت. نتایج حاصل نشان داد که شکل موانع تأثیر زیادی بر روی تشکیل امواج عرضی دارد. بیشترین میزان دامنه نسبی() (: بیشینه دامنه امواج و: عمق متوسط جریان) برای موانع استوانه­ای برای آرایش mm×mm)) در دبی 5 لیتر بر ثانیه و به میزان 10/61 درصد و کمترین میزان  برای موانع مثلثی در شرایط برخورد جریان به رأس مثلث برای آرایش mm×mm)) در دبی 15 لیتر بر ثانیه و به­میزان 46/3 درصد حاصل شد. همچنین روابطی به­منظور تخمین عدد استراهال به­صورت تابعی از ، و (: فاصله بین ردیف­ها و: قطر موانع و: تعداد موانع در یک ردیف) در شکل­های موردنظر با استفاده از نرم‌افزار SPSS ارائه گردید.
 
واژه­های کلیدی: امواج عرضی، تراکم موانع، تواتر امواج، عدد استراهال
با عبور آب از بین موانع (وجود درختان در رودخانه، پایه­های پل و هر سازه هیدرولیکی دیگر) در پائین‌دست آن‌ها جریان­های حلقوی ایجادشده و از تداخل این جریان­های حلقوی تشکیل‌شده، امواج سطحی که راستای انتشارشان عمود بر جهت جریان آب است، تشکیل می­شود. در این تحقیق تأثیر شکل موانع بر روی تشکیل امواج عرضی موردبررسی قرارگرفته است. برای این منظور از موانع استوانه­ای و مثلثی استفاده شد. برای مانع مثلثی دو حالت برخورد جریان به رأس و ضلع مثلث در نظر گرفته شد. دبی­های 5، 15 و 25 لیتر بر ثانیه و کارگذاری موانع به­صورت موازی با آرایش، ،  و  (میلی­متر در میلی­متر)، در نظر گرفته شد. درمجموع 36 آزمایش صورت پذیرفت. نتایج حاصل نشان داد که شکل موانع تأثیر زیادی بر روی تشکیل امواج عرضی دارد. بیشترین میزان دامنه نسبی() (: بیشینه دامنه امواج و: عمق متوسط جریان) برای موانع استوانه­ای برای آرایش mm×mm)) در دبی 5 لیتر بر ثانیه و به میزان 10/61 درصد و کمترین میزان  برای موانع مثلثی در شرایط برخورد جریان به رأس مثلث برای آرایش mm×mm)) در دبی 15 لیتر بر ثانیه و به­میزان 46/3 درصد حاصل شد. همچنین روابطی به­منظور تخمین عدد استراهال به­صورت تابعی از ، و (: فاصله بین ردیف­ها و: قطر موانع و: تعداد موانع در یک ردیف) در شکل­های موردنظر با استفاده از نرم‌افزار SPSS ارائه گردید.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Impact of Prismatic-Shaped Obstacle on the Characteristics of Transverse Waves

نویسندگان [English]

  • MH Purmohammadi 1
  • M Ghomeshi 2
  • SH Musavi 2
چکیده [English]

By passing water flow through obstacles (trees in rivers, piers of bridge and any hydraulic structure), vortex flows emerge at the downstream of them and by overlapping of these emerged vortexes, shallow waves with propagation direction perpendicular to the water flow direction are formed. In this study the impact of obstacles on the formation of transverse waves has been studied. For this purpose, cylindrical and triangular obstacles were used. For the triangular obstacle, two states of collision in corner and side of it were considered. Discharges of 5, 15 and 25 L s-1 and placement of barriers in parallel position with the arrangement of  60×60, 60×120, 120×120, 180×180 (mm×mm), were considered. Totally, 36 series of experiments were carried out. The results showed that the barrier had much impact on the formation of transverse waves. The maximum amount of relative amplitude () (: The maximum wave amplitude, : depth of flow) for the cylindrical obstacles with 60×120 (mm×mm) arrangement in the flow rate of 5 L s-1 and the minimum amount of it for the triangular obstacles with flow hitting its corner and the flow rate of 15 L s-1 at the arrangement of 60×120 (mm×mm) were achieved with the values of 61.1% and 3.46% , respectively. Also, in order to estimate the Strouhal number as a function of ,  and (: distance between obstacles, : diameter of obstacles and : number of obstacles in each row) for desired shape, some relationships were developed using SPSS software.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Density of obstacles
  • Frequency of waves
  • Strouhal number
  • Transverse waves