بررسی اثر نصف کردن ابعاد پله ها در سه حالت نسبت ، بر میزان افت کارمایه در شبیه سرریزهای پلکانی

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 8، دوره 5، شماره 15، آذر و دی 1391، صفحه 105-117   

نویسندگان

مرتضی محمودی^{* 1}؛ امین رستمی راوری²

¹دانشجوی کارشناسی ارشد سازه های آبی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، گروه کارشناسی ارشد، فارس، ایران

²استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت

تاریخ دریافت: 16 دی 1394،  تاریخ پذیرش: 16 دی 1394 

چکیده

سرریزهای پلکانی سازه هایی سودمندند که در مهارکردن سیلاب به منظور استهلاک کارمایه و کاهش ابعاد حوضچه-ی آرامش پایین دست سرریز به کار می روند. سازگاری این سازه با ساز و کار بتن غلتکی و روشهای احداث تورسنگ، و همچنین قطعات بتن از پیش ساخته، باعث کاربرد وسیع آن شده است. شبیه سازی هیدرولیکی شکل خاصی از شبیه سازی فیزیکی است که با استفاده از شبیه مقیاس دار برای شبیه سازی جریان به کار می رود. از مزیتهای این شبیه، توانایی بالقوه آن در شبیه سازی جریانهای پیچیده است. در این تحقیق، با استفاده از شبیه سازی فیزیکی در یک نهر پایه دار، 1 شبیه با شیب پایین دست 1 : 7/0 (عمودی به افقی) ساخته شد. تاج سرریز از نوع منحنی پیوند با معیار WES و تعداد پلکانها 6 عدد بود. در ادامه، با تغییر در شمار پلکانها با روش نصف کردن فاصله‌ی بین هر دو پلکان، در یک سومهای مختلف از طول سرریز (ابتدایی، میانی، و انتهایی) و انجام آزمایشها اثر هریک از این انواع تغییرات در میزان اندازه‌ی استهلاک کارمایه تعیین شد. در کل 6 شبیه مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت. بر پایه‌ی دستاوردهای به دست آمده از آزمایشها، بیشترین مقدار افت در تشریح شبیه رخ می‌دهد. پس از آن شبیه سازی ریاضی با کاربرد نرم افزار Flow3d-10 انجام شد و نتایج شبیه فیزیکی مورد تأیید قرار گرفت.
 

کلیدواژه‌ها

سرریز پلکانی؛ افت کارمایه؛ سرریز منحنی پیوند WES؛ شبیه k-Ɛ؛ Flow-3D

مراجع

1. رســتمی، م.، م. تلخــابلو، و ع. اردشــیر. (1384) بررســی میــزان پــراکنش انــرژی بــه وســیله ی سرریزهای پلکانی با اسـتفاده از مـدل هیـدرولیکی HEC-RAS. نهمین سمینار بین المللـی مهندسـی رودخانه، دانشگاه شهید چمران اهواز.

2. رستمی راوری، الـف. (1385) بررسـی افـت نسـبی انرژی در مدل سرریزهای پلکانی. هفتمین سـمینار بـین المللـی مهندسـی رودخانـه، دانشـگاه شـهید چمران اهواز.

3. موسوی جهرمی، ح.، و س. حیدری ارجلـو. (1387) بهینه سازی تعداد پلکان در سـرریزهای پلکـانی بـا اسـتفاده از مـدل هـای فیزیکـی. کمیتـه تخصصـی رودخانه و رسوب، سازمان آب و برق خوزستان.

4. نادری راد، ا. (1386) مقایسـه اسـتهلاک انـرژی در سرریز پلکانی با سرریز اوجی (صـاف) بوسـیله روش عددی VOF . سومین کنگره ملی عمـران، تبریـز، دانشگاه تبریز.

5. وفاداری، ب. (1383) بررسـی تـاثیر ابعـاد و شـیب معکوس پله در استهلاک انرژی و تغییر رژیم جریان سـرریزهای پلکـانی. پایـان نامـه کارشناسـی ارشـد دانشگاه صنعتی شریف.

6. Abbasi, S., and Kamanbedast,A.A.2012. Investigation of effect ofchanges in dimension and hydraulicsof stepped spillways for maximizationenergy dissipation. World AppliedScience Journal 18(2): 261-267.

7. Chanson, H. 1994. Hydraulic designof stepped channels and spillways.The University of Queensland. ReportCH43/94.

8. Chanson, H. 2001. The Hydraulics ofstepped chutes and spillways.Baklema, Lisse, The Netherlands.

9. Chen, Q., Dai, G. and Iiu, H. 2002.Volume of fluid model for turbulencenumerical simulation of steppedspillway overflow. J. Hydraul. Eng.,128(7), 683–688.

10. Rajaratnam, N. 1990. Skimming flowin stepped spillway. J. Hydraul. Eng.,ASCE, 116(5): 587-591.

11. Sorensen, R.M. 1985. steppedspillway hydraulic modelinvestigation. J. Hydraul. Eng.,ASCE, 111(12): 1461-1472.

12. Tabbara, M., J. Chatila and R.Awwad. 2005. Computationalsimulation of flow over steppedspillways. Journal of Computer andStructures, 83: 2215-2224.13. Flow3d help.Ver. 10.