کاربرد معادلات تعدیل شده بوسینسک در پیش‌بینی ضرایب دبی سرریزهای لبه‌پهن ذوزنقه‌ای و تولید منحنی‌های سنجه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1- دانشجوی دکتری سازه‌های آبی، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران

2 2- استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران

3 3- استاد مهمان، مؤسسه مهندسی هیدرولیک دانشگاه فنی وین

4 4- دانشیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران

چکیده

بیشتر روابط استخراج شده برای محاسبه ضریب دبی جریان در سرریزهای ذوزنقه‌ای براساس مدل‌های تجربی و نتایج آزمایشگاهی صورت گرفته است. برخی روابط نظری نیز با صرف‌نظر کردن از انحنای خطوط جریان و فرض فشار هیدرواستاتیک توسعه یافته است. در این مقاله مدل رایانه‌ای برای سطوح مختلف معادلات بوسینسک یک بعدی با فرض قابل ملاحظه بودن انحنای خط جریان و غیرهیدرواستاتیک بودن فشار در جریان غیرماندگار توسعه یافت. مدل عددی برای محاسبه ضریب دبی روی سرریز ذوزنقه‌ای لبه‌پهن به کار رفت و نتایج آن با داده‌های آزمایشگاهی و روابط موجود مقایسه شد. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که ضریب دبی ارائه شده توسط سطح چهارم معادلات، درستی بالاتری نسبت به رابطه تجربی برای سرریزهای لبه‌پهن ذوزنقه‌ای دارد. همچنین مدل کردن آن نسبت به مدل‌های سه بعدی ساده‌تر است. این معادلات قابلیت تلفیق با مدل‌های یک بعدی موجود، تولید منحنی‌های سنجه و کاربرد در طراحی سازه‌های اندازه‌گیری با بستر پیوسته را دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Modified Boussinesq Equations in Predicting Discharge Coefficients of Trapezoidal Broad Crest Weirs and Producing Rating Curves

نویسندگان [English]

  • E Darvishi 1
  • S Kouchakzadeh 2
  • JD Fenton 3
  • a Horfar 4
چکیده [English]

For Trapezoidal weirs most of the proposed discharge coefficient relationships have been obtained experimentally. Also, some theoretical relationships have been proposed based on ignoring the streamline curvature and considering the hydrostatic pressure distribution. In this paper, a numerical model was developed for recently proposed Boussinesq type equations which incorporated the streamline curvature with considering the non-hydrostatic pressure distribution for unsteady flow conditions. The model was employed to determine the discharge coefficient of trapezoidal broad crested weir, the results of which were compared with the compiled experimental data and with available relations. The results showed that the discharge coefficient computed by Level 4 equation, had presented higher accuracy in comparison with the experimental relation for the tested crest weirs. Also modeling these equations was easier compared to the three-dimensional models. These equations could be incorporated with the available one-dimensional of models to produce rating curves and to design water measurement structures for a continuous flume invert.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Boussinesq equations
  • Discharge coefficient
  • Rating curve
  • Trapezoidal broad crest weirs