اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات12
تعداد شماره‌ها567
تعداد مقالات5,878
تعداد مشاهده مقاله8,659,441
تعداد دریافت فایل اصل مقاله5,597,217
حیدری فهونده, اسمعیل, برهمند, نادر. (1395). کاربرد شبیه آشفتگی مرسوم و روش جزء حجم سیال (VOF) در پیش بینی نیمرخهای سطح آب در پرش آبی بر روی بسترهای موجدار سه گوشه ای. دوماهنامه علمی - پژوهشی رهیافتی نو در مدیریت آموزشی, 9(28), 33-46.
اسمعیل حیدری فهونده; نادر برهمند. "کاربرد شبیه آشفتگی مرسوم و روش جزء حجم سیال (VOF) در پیش بینی نیمرخهای سطح آب در پرش آبی بر روی بسترهای موجدار سه گوشه ای". دوماهنامه علمی - پژوهشی رهیافتی نو در مدیریت آموزشی, 9, 28, 1395, 33-46.
حیدری فهونده, اسمعیل, برهمند, نادر. (1395). 'کاربرد شبیه آشفتگی مرسوم و روش جزء حجم سیال (VOF) در پیش بینی نیمرخهای سطح آب در پرش آبی بر روی بسترهای موجدار سه گوشه ای', دوماهنامه علمی - پژوهشی رهیافتی نو در مدیریت آموزشی, 9(28), pp. 33-46.
حیدری فهونده, اسمعیل, برهمند, نادر. کاربرد شبیه آشفتگی مرسوم و روش جزء حجم سیال (VOF) در پیش بینی نیمرخهای سطح آب در پرش آبی بر روی بسترهای موجدار سه گوشه ای. دوماهنامه علمی - پژوهشی رهیافتی نو در مدیریت آموزشی, 1395; 9(28): 33-46.

کاربرد شبیه آشفتگی مرسوم و روش جزء حجم سیال (VOF) در پیش بینی نیمرخهای سطح آب در پرش آبی بر روی بسترهای موجدار سه گوشه ای

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب
مقاله 3، دوره 9، شماره 28، فروردین و اردیبهشت 1395، صفحه 33-46    اصل مقاله (832.25 K)
نویسندگان
اسمعیل حیدری فهونده1؛ نادر برهمند* 2
1دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های هیدرولیکی، گروه مهندسی عمران، واحد لارستان، دانشگاه آزاد اسلامی، لارستان، ایران
2استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد لارستان، دانشگاه آزاد اسلامی، لارستان، ایران.
تاریخ دریافت: 05 تیر 1395،  تاریخ پذیرش: 05 تیر 1395 
چکیده
یکی از مهمترین پدیده­هایآبی در جریانهای نهرهای باز پرشآبی آبی می­باشد که به طرز گسترده ای مورد تحقیق قرار گرفته است. زمانی که حالت جریان از حالت فوق بحرانی به زیر بحرانی تغییر می­کند، در فاصله­ی کوتاهی از جریان، رقوم سطح آب افزایش می یابد، که این افزایش همراه با تشکیل غلطابهای آشفتگی می باشد. این پدیده، اصطلاحا پرش آبیآبی نامیده می شود. بررسی محققین نشان می­دهد که بسترهای موجدار و زبر در کاهش عمق ثانویه و طول پرش آبیآبی موثر می­باشند. در این تحقیق با استفاده از شبیه­های آشفتگی مختلف ( معیار و RNG) و  (از نوع SST) و با به کارگیری نرم افزار پویایی محاسباتی فلوئنت، پرش آبیآبی بر روی بستر موجدار مثلثی شکل به صورت دو بعدی شبیه سازی شد. ضمنا، سطح آزاد جریان با روش جزء حجم سیال VOF تعیین گردید. در شبیه سازی عددی، پرش ایجاد شده در یک نهر مستطیلی با بستر موجدار مثلثی و بلافاصله بعد از دریچه و در محدوده­ی اعداد فرود 3 تا 5/7 می­باشد. نتایج عددی نشان دادند که شبیه آشفتگی  مرسوم، و روش جزء حجم سیال VOF، برای پیش­بینی نیمرخهای سطح آب در پرش آبیآبی بر بستر موجدار مثلثی شکل مناسب بوده، و خطای مقادیر سطح آب به دست آمده از شبیه­­های عددی و اندازه­گیری شده مابین 3 تا 7 درصد است. نتایج همچنین نشان دادند که عمق پایاب روی بستر موجدار مثلثی شکل نسبت به بستر صاف (در شرایط آبی یکسان) بطور متوسط 8/34 درصد کوچکتر است. در این تحقیق مشاهده گردید که کارمایه­ی جنبشی اغتشاشی(K) با فاصله گرفتن از پنجه­ی پرش و به سمت پایین دست کاهش می­یافت. ضمنا بیشترین تنش برشی بستردر ابتدای پرش دیده شد.
کلیدواژه‌ها
بستر موجدار؛ پرش آبی؛ روش VOF؛ شبیه‌های آشفتگی؛ فلوئنت؛ عمق پایاب
عنوان مقاله [English]
Application of the Standard Torbulance Model and the Volume of Fluid Method in Prediction of the Water Surface Profiles in a Hydraulic Jumps on the Triangular Corrugated Beds
نویسندگان [English]
Esmaeil Heidari Fahvande1؛ Nader Barahmand2
چکیده [English]
The hydraulic jump is one of the most important topics In the field of open channel flow, which has been extensively investigated. When a flow condition changes from a supercritical to a subcritical regime, the result is an abrupt rise in the water surface level accompanied by turbulent rollers. This phenomenon is called a hydraulic jump.Many researches have shown that the corrugated beds caused the conjugate depth and length of the hydraulic jump are reduced as compared to those of smooth beds. In this study, a 2D numerical simulation of hydraulic jump on a triangular corrugated bed was simulated using various turbulence models (Standard and RNG k – model and  (SST) model) and Fluent software. Also, the free surface was determined, using the VOF method. Hydraulic jump was simulated in a rectangular channel with a triangular corrugated bed, using various Froude numbers within a range of 3-7.5. The numerical results showed that the  turbulence model and the VOF method were suitable for predicting the free surface profiles of hydraulic jumps on triangular corrugated beds. The relative error of the predicted free surface profiles and measured value were within a range of 3%- 7%. Also, the results confirmed that on everage, the tailwater depth on triangular corrugated beds was 34.8% less than that of smooth beds under similar hydraulic conditions. The numerical model indicated that as the distance from jump’s toe is increased, the turbulent kinematic energy (K) is reduce; Moreover the maximum value of bed shear stress was obtained on jump’s toe.
کلیدواژه‌ها [English]
Triangular corrugated beds, Hydraulic jump, VOF method, Torbulance model, Tail water, fluent
مراجع
  1. ابریشمی، ج. و م. حسینی. 1385. هیدرولیک نهرهای باز. چ چهاردهم. انتشارات دانشگاه امام رضا (ع).
  2. بدیع زادگان، ر. ک. اسماعیلی، م. فغور مغربی، و م. صانعی.1390. مشخصات پرش آبی در حوضچه های آرامش نهرهای آبیاری با بستر موجدار. نشریه آب و خاک. 25: 687-676.
  3. برهمند، ن. و س­.ر. موسوی. 1392. مقایسه­ی شبیه­های مختلف آشفتگی به منظور شبیه سازی مناسب جریانهای چگال در مجاورت محل کاهش شیب بستر. مجله مهندسی منابع آب دوره 6 : 79-93.
  4. پارسامهر، پ. ع. حسین زاده دلیر، د. فرسادیزاده، و ا. عباسپور.1391. پرش آبیهیدرولیکی بر روی بستر بازبریهای نیم استوانه ای شکل. نشریه آب وخاک. 26: 775.
  5. عباسپور، ا. و س. هاشمی کیا. 1392. شبیه سازی عددی جریان بر روی سرریز استوانه ای با در نظر گرفتن مولفه­ی زبری با استفاده از شبیه معیار. مجله مهندسی منابع آب. 6. (18): 87-98.
  6. غزالی، م. ح. صمدی بروجنی، ب. قربانی، و ر.ر. فتاحی نافچی. 1389. تاثیر بستر موجدار مثلثی بر مشخصات پرشآبی. مجله پژوهش آب ایران. سال 4: 108- 99.
    1. Abbaspour, A. A. Hosseinzadeh-Dalir, D. farsadizadeh, and A.A. Sadraddini, 2009. Effect of sinusoidal corrugated bed on hydraulic jump characteristics. Appl. Sci.  9: 2045-2055.
    2. Belanger, J.B. 1828. Essay on numerical solution of some problems relative to Steady flow of water. Carilan-Goeury, Paris,France.
    3. Choudhury, D. 1993. Introduction to the renormalization group method and turbulence modeling.  FLUENT Inc. Technical Memorandum TM-107.
    4. Durbin, P.A. 1995. Separated low computations with model. AIAA J. 33: 659-664.
    5. Ead, S.A. and N. Rajaratnam, 2000. Turbulent open channel flow in circular corrugated culverts. J. Hydraul. Eng. 126: 750-757.
    6. Ead, S.A. and N. Rajaratnam, 2002. Hydraulic jumps on corrugated bed. J. Hydrau. Eng. ASCE. 128:656-663.
    7. Elsebaie, I.H. and Sh. Shabayek, 2010. Formation of hydraulic jumps on corrugated beds. civil & Environ. Eng. 10: 40- 45.
    8. Hirt, C.W. and B.D. Nichols, 1981. Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries. J. Comput. Phy. 39: 201–225. 
    9. Leutheusser, H.J. and E.J. Schiller, 1975. Hydraulic jump in a rough channel. Water Power Dam Constr.186-191.
    10. Parneix, S. P. Durbin, and M. Behnia, 1998. Computation of 3-D turbulent boundary layer using the model. Flow, Turbul. Combus, 60: 19-46.
    11. Rajaratnam, N. 1968. Hydraulic jump on rough bed. Trans.Eng. Lnst. Canada. 11:1-8.
    12. Shafai Bejestan, M. and K. Neisi, 2009. A new roughened bed hydraulic jump stilling basin. App. Sci. 2: 436-445.
    13. Tokyay, N.D. 2005. Effect of channel bed corrugations on hydraulic jumps. Impacts of Global Climate Change Conference Proc. Paper, EwRI, Anchorage,Alaska, USA. 408-416.
    14. Versteeg, H. K. and W. Malalasekera, 1995. An introduction to computational fluid dynamics: The finite volume method. Longman Scientific & Technical. ISBN 0-582-21884-5.
    15. Zho, Q., and S.K. Misra, 2004. Numerical study of a turbulent hydraulic jump. Eng. Mech. Conf. University of Delaware, New york. 78-85.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,545
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 879


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب