بررسی عددی اثر زاویه بالادست مانع و عمق آب مخزن در کنترل جریان غلیظ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه عمران، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء(ص) بهبهان

2 دانش آموخته، کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز

3 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی رودخانه، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء(ص) بهبهان

چکیده

جریانهای غلیظ با ورود به سدهای مخزنی و رسوبگذاری در نزدیکی بدنه سد، علاوه برکاهش عمر مفید سد
باعث کاهش حجم مفید سد، گرفتگی دریچههای آبیاری و صدمه به نیروگاهها میگردند. در نتیجه، سدهای مخزنی زیادی
به دلیل پرشدن از رسوب، متروکه شدهاند. یکی از روشهای کنترل جریان غلیظ ایجاد مانع در مخزن میباشد. استفاده
از مانع میتواند باعث استهلاک یا انحراف جریان غلیظ در مخزن شود. در این تحقیق به بررسی اثرات زاویه بالادست
ANSYSY- مانع و همچنین عمق آب مخزن در کنترل جریان غلیظ با روش عددی اجزاء محدود و با استفاده از نرمافزار
پرداخته شده است. نتایج نشان میدهد که برای جریانهای غلیظ زیربحرانی و فوقبحرانی، عملکرد مانع در کنترل CFX
جریان غلیظ با افزایش ارتفاع سطح آب ساکن درون مخزن کاهش مییابد. همچنین هرچه زاویه بالادست مانع بیشتر
باشد میزان کنترل جریان توسط مانع بیشتر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Investigating Effect of Obstacle’s Upstream Angle and Water Depth of Reservoir on Controlling Turbidity Current

نویسندگان [English]

  • SA Asghari 1
  • SH Yazdanfar 2
  • M Kordnaeij 3
چکیده [English]

In addition to decrease in useful lifetime of dams, the entrance of turbidity currents into
reservoirs and their sedimentation near dam walls result in reduction of the useful volume of dam’s
reservoirs, blockage of irrigation valves, and damages to the power plants. As a result, a large number
of dams have been abandoned because of reservoirs sedimentation. One method that can control the
turbidity current in to reservoirs is construction of obstacle. Using an obstacle can lead to the deviation
or dissipation of the turbidity currents in reservoirs. In this paper, the effects of upstream angle of the
obstacle as well as the water depth of reservoirs on controlling turbidity currents, were studied. For
this means the Finite element method was employed using ANSYSY-CFX software. The results
indicated that for subcritical and supercritical turbidity currents, as the level of water in reservoirs
was declined, the efficiency of using an obstacle in controlling turbidity currents was decreased.
Furthermore, when the upstream angle of the obstacle was increased, the obstacle was more capable
of controlling the turbidity current.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ANSYSY-CFX software
  • Obstacle
  • Subcritical and supercritical current
  • Turbidity currents
  • Water depth of the reservoir
منابع مورد استفاده
اصغری­پری س­ا، کاشفی پور س­م، قمشی م وشفاعی بجستان م،  1388. بررسی اثر غلظت جریان در کنترل جریان غلیظ با مانع در مخازن سدها. هشتمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه، 6 تا 8 بهمن ماه، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران.
بصیرزاده ح و صمدی بروجنی ح، 1382. امکان سنجی هدایت جریان­های غلیظ مخزن سد دز به سمت مجاری سرریز با استفاده از شافت قائم مستغرق. ششمین کنفرانس بین­المللی مهندسی عمران، 15 اردیبهشت ماه، دانشگاه صنعتی اصفهان، ایران.
دریایی م،  کاشفی­پور س­م و قمشی م، 1393. بررسی تأثیر مانع و زبری درکنترل جریان غلیظ رسوبی. نشریه دانش آب و خاک، جلد 24، شماره 4، صفحه­های 1 تا 9.
رمضانی ی و قمشی م، 1388. بررسی میزان تأثیر جریان­های غلیظ بر روند رسوب­گذاری مخزن سد سفیدرود. هشتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران، 21 تا 23 اردیبهشت ماه، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران.
قربان­مقدم ع ا،  قمشی م و نصرالله پور ر، 1391. بررسی آزمایشگاهی تأثیر موانع استوانه­ای شکل بر حرکت رأس جریان غلیظ. نهمین سمینار بین­المللی مهندسی رودخانه، 3 تا 5 بهمن ماه، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.
قمشی م، زایری م­ر و نکوئیان فر م، 1391. تجزیه و تحلیل نتایج جریان­های غلیظ اندازه­گیری شده در مخزن سد دز.  نهمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه،3 تا 5 بهمن ماه، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.
کشتکار ش، ایوب­زاده س­ع و فیروزآبادی ب، 1388. بررسی آزمایشگاهی ضخامت و پروفیل­های سرعت جریان گل آلود. نشریه آب و خاک، جلد 24، شماره 6، صفحه­های 1073 تا 1082.
ماروسی م، قمشی م و حسینی م­ح، 1388. اثر مانع بر کنترل غلظت جریان­های غلیظ رسوبی در مخازن سدها. مجموعه مقالات اولین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت زیرساخت­ها، 1 و 2 آبان ماه، پردیس دانشکده­های فنی دانشگاه تهران، ایران.
محققیان م و اصغری­پری س­ا، 1392. بررسی اثر ایجاد زبری در کنترل جریان غلیظ به کمک CFD. دوازدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، 7 تا 9 آبان ماه، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران.
مردای ایوب،  قمشی م و سروری نژاد ب، 1390. بررسی تأثیر پارامترهای شیب، دبی و غلظت. فصل­نامه تخصصی علوم و مهندسی آّب، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، سال 1، شماره 3، صفحه­های73 تا 88.
Bursik MI, and Woods A, 2000. The effect of topography on sedimentation from particle-laden turbulent density currents. Journal of Sedimentary Research 70 (1): 53-63.
Ellison TH, and Turner JS, 1959.Turbulent entrainment in stratified flow, Journal of Fluid Mechanics 6(3): 423 – 448.
Oehy Ch, 2002. Effects of Obstacles and Jets on Reservoir Sedimentation due to Turbidity Currents. Communication No. 15 of the Laboratory of Hydraulic structions LCH, EcolePolytechniqueFédérale de Lausanne, EPFL, Switzerland.
Oehy Ch and Schleiss A, 2007. Control of turbidity currents in reservoirs by solid and permeable obstacles. Journal of Hydraulic Engineering ASCE 133(6): 637 –648.
Prinos P, 1999. Two-dimensional density currents over obstacles. Proc., 28 th IAHR Congress CD-ROM, 22-27 August, Graz, Austria.
Nasrollahpour R and Ghomeshi M, 2012. Effect of roughness geometry on characteristics of density currents head. Indian Journal of Science and Technology 5(12): 3783-3787.
Rottman JW, Simpson JE, Hunt JCR and Britter RE, 1985. Unsteady gravity current flows over obstacles: some observations and analysis related to the Phase II trials. Journal of Hazardous Materials 11: 325-340.