بررسی نوسانات آب پویایی فشار درحوضچه آرامش با استفاده از مدل جریان دوفازی

الموضوعات :

مهسا عطوفت شعار ¹ (کارشناسی ارشد، گروه عمران، واحد استهبان، دانشگاه آزاد اسلامی، استهبان، ایران)
زهرا قدم پور ² (عضو هیات علمی، گروه عمران، واحد استهبان، دانشگاه آزاد اسلامی، استهبان، ایران)

تاريخ الإرسال : 06 الإثنين , محرم, 1437 تاريخ التأكيد : 22 الأحد , ذو الحجة, 1439 تاريخ الإصدار : 05 السبت , شعبان, 1439

الکلمات المفتاحية: سرریز اوجی, روش حجم محدود, نوسانات فشار, حوضچه‌ی آرامش, سرریز لبه تیز,

ملخص المقالة :

یکی از سازه‌های مستهلک‌کننده‌ی جریان، حوضچه‌ی آرامش می‌باشدکه در پایین دست سرریز ها ساخته می‌شود. محل وقوع نوسانات فشار ماکزیمم ناشی از برخورد آب به کف حوضچه و تاثیر عوامل مختلف بر مقدار و محل وقوع، حائز اهمیت می‌باشد. تاکنون تحقیقات گسترده‌ای به صورت آزمایشگاهی و تحقیقات اندکی به صورت عددی در این زمینه انجام شده است. در مقاله‌ی حاضر، با در نظر گرفتن هندسه‌های مختلف سرریز اوجی و تاثیر ارتفاع این سرریزها و نیز اعمال شرایط مختلف جریان اعم از سرعت و عدد فرود ورودی جریان، نوسانات فشار هیدرودینامیکی در کف حوضچه با استفاده از مدل عددی حجم محدود، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با در نظر گرفتن تداخل آب و هوا، جریان به صورت دو فازی در نظر گرفته شده است. به منظور اطمینان از صحت نتایج به دست آمده از نرم افزار، مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی انجام شده در گذشته مقایسه شده و میزان خطای نسبی در این مقایسه 8% تا 12% به دست آمده است. نتایج حاصل از تحلیل‌های عددی سرریزهای با ارتفاع 5، 7، 9، 11 و 15 متر و با اعداد فرود 3.7 تا 6.2 برای سرریزهای اوجی و 4 تا 6.8 برای سرریزهای لبه تیز، نشان دادند که در همه‌ی سرریزها، پرش هیدرولیکی در 3/1 ابتدایی حوضچه‌ی آرامش اتفاق می‌افتد. مقدار حداکثر نوسانات فشار در سرریزهای اوجی از 62000 تا 144000 پاسکال و در سرریزهای لبه تیز از 54000 تا 156000 پاسکال با افزایش ارتفاع، افزایش می‌یابد. همچنین تاثیر نوع حوضچه‌ی آرامش بر مقدار حداکثر نوسانات فشار مورد ارزیابی قرار می-گیرد.

المصادر:

1) ابریشمی، ج. و حسینی، س.م.( 1390 )، "هیدرولیک
نهرهای باز،" دانشگاه امام رضا(ع)، مشهد.
2) پارسی،الف، و بهداروندی عسکر، م.( 1390 )، "بررسی
آزمایشگاهی فشارهای پویایی در حوضچهی آرامش،"
اولین همایش راهبردهای دستیابی به کشاورزی پایدار،
خرداد.
80 بررسی نوسانات آب پویایی فشار در حوضچه ی آرامش با استفاده از مدل جریان دوفازی
" ،( 3) دانشفراز، ر. نیک پور، م. ر. و صادقی، ح. ( 1392
شبیهسازی پدیدههای هیدرولیکی با استفاده از فلوئنت،"
انتشارات عمیدی.
4) رحمانی باروجی، علی و صباغ یزدی، سعیدرضا.
"بررسی پایداری دال کف حوضچهی آرامش تحت
نوسانهای فشار ناشی از پرش هیدرولیکی و نیروی
بالابرنده". همایش مدیریت آبیاری و زهکشی. دانشگاه
.215- شهید چمران اهواز. صفحهی 223
5) کاویانپور، م.ر. و محمدی، ب. ( 1380 )، "ارزیابی فشار
در محل بلوکهای پای تنداب حوضچهی آرامش،"سومین
اجلاس هیدرولیک ایران، آبان.
،( 6) محمدزاده،ب.، بینا، م. و حسونی زاده، ه. ( 1388
"تعیین معیاری برای طراحی ضخامت دال کف حوضچهی
آرامش تحت نیروهای پایایی و پویایی،" هشتمین اجلاس
هیدرولیک ایران، دانشگاه تهران، آذر.
(7)Amorim, J.C., Rodrigues, R. C. and Marques, M.
G. ,"A Numerical and Experimental Study of
Hydraulic Jump Stilling Basin," Advances in
Hydro- Science and Engineering, Volume V1.
(8) Basco, D.R. and Adams, J. R. 1971 Drag force
on baffle block in hydraulic jump". J. Hyraul. Div,
ASCE, 97" 2023-2035.
(9) Farhoudi, J.(2009). "Total Pressure Around
Chute Blocks of SAF Stilling Basins." International
Journal of Civil Engineering. Vol. 7, No. 4, pp.271-
279.
(10) Farhoudi. J., Sadat-Helbar, S. M and Aziz, N.
2010. "Pressure fluctuations around chute blocks of
stilling Basins", J. agricultural science technology,
12(2), :. 203-212.
(11) FLUENT 6.3 User's Guide (2006).
(12) Hassonizadeh, H. and Shafai Bajestan, M.
2001,"Experimental measurement of dynamic force
on slab in stilling basins,"Wetlands Engineering
and River Restoration.
(13) Hinge G.A, Balkrishna S., Khare. K. C, (2010),
"Improved design of stilling basin for deficient tail
Water", Basic, and Aplied Scientific Research
1(1:31-40.
(14) Joel, W.Toso, C.Edward Bowers, (1989),
"Extreme pressures in hydraulic jump stilling
Basins", J. Hydraul. Eng. 1988.114, pp. 829-843.
(15) Lopardo, R. A., and Romagnoli, M.
2008,"pressure and velocity fluctuations in stilling
basins," proceedings of 16th IAHR- APD Congress
and 3rd symposium of IAHR- ISHS.
(16) Narayanan ,R. and Schizas ,L. S. 1980. force
on sill forced jump". of Hydraulic Div, ASCE, 106:,
1159-1172.
(17) Vatandoust, H., Khosrowjerdi, A.,
Kavianpour, M.R. and Manshouri, M. 2012,"The
impact of froude number on pressure fluctuations
over flip bucket spillways World Applied Sciences
Journal 16(3):397-402

_||_