مطالعه ی آزمایشگاهی پرش های چگالی نسبتا ضعیف ایجادی بر روی بسترهای صاف و زبر

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 5، دوره 2، شماره 4، آذر و دی 1388، صفحه 43-58   

نویسندگان

نادر برهمند¹؛ ابوالفضل شمسایی²؛ مهدی قمشی³

¹دانشجوی دکترای تخصصی گروه عمران و آب

²استاد دانشکده عمران

³استاد دانشکده مهندسی آب دانشگاه شهید چمران اهواز

تاریخ دریافت: 20 دی 1394،  تاریخ پذیرش: 20 دی 1394 

چکیده

مکان یابی و مدیریت پرش های چگالی در دریاچه ها و آبگیر سدها، می-تواند در بهبود کیفی آب استحصالی و هم چنین، در مدیریت ته نشینی و فرسایش رسوبات، نقشی سازنده داشته باشد. در این پژوهش، اثرات زبری بستر بر پدیده ی هیدرولیکی پرش چگالی مورد مطالعه قرار می گیرد. بررسی ها در یک نهر آزمایشگاهی که بستر آن با استفاده از ذرات ریگی چسبیده به هم زبر گردیده بود، انجام شد. با استفاده از مقادیر آزمایشگاهی، رابطه ای ساده جهت تخمین نسبت عمق مزدوج در پرش های نسبتا ضعیف بدست آمد. در این معادله، نسبت عمق مزدوج مستقل از نسبت اختلاط بوده و تنها تابعی از زبری نسبی بستر و عدد فرود چگالی مقطع بالادست پرش می باشد. هم چنین، جهت بسترهای صاف، تکامل مکانی جریان چگالی در دو وضعیت فرا و زیر بحرانی مورد مطالعه قرار گرفت. مشخص گردید که با افزایش فاصله از مقطع انتهایی پرش، موقعیت مرتبط با سرعت بیشینه، به تدریج به بستر نزدیک شده و سرانجام در فاصله ای تقریبا معادل با 9 برابر ضخامت جریان در مقطع انتهایی پرش، پروفیل بدون بعد سرعت دارای شکلی مشابه با مقطع فرا بحرانی پیش از پرش می گردد
 

کلیدواژه‌ها

پرش چگالی؛ نیمرخ های قایم سرعت و غلظت حجمی؛ زبری نسبی؛ نسبت اختلاط و عدد فرود چگالی

عنوان مقاله [English]

Experimental Study of a Relatively Week Density Jump on

نویسندگان [English]

N B¹؛ A SH²؛ M GH³

چکیده [English]

Management of the density jumps in lakes and reservoirs plays an important role in the water quality improvement and in the sediment deposition and erosion management. The density jump was studied experimentally by considering the bed roughness. Experiments were performed in a rectangular laboratory flume having a gravel bed. Using the collected data, a simple relationship was obtained for estimating the conjugate depth ratio in relatively weak jumps. The conjugate depth ratio is independent of the entrainment ratio, and depends only in this relation on the upstream densimetric Froude number and the relative roughness. For smooth beds, the spatial development of the density current was also analyzed in both supercritical and subcritical flow regimes. As the distance from the end of the jump increased, the maximum velocity drifted towards the bed. Finally, at a distance approximately fold h2 from the end of the jump, the non-dimensional vertical distribution of mean velocity had a shape similar to that of the supercritical section