ارزیابی الگوی جریان و تنش برشی در قوس 90 درجه ی تند با حضور سرریز W

الموضوعات :

ویدا آتشی ¹ (دانشجوی کارشناسی ارشد سازه های آبی دانشگاه شهید چمران اهواز)
محمود شفاعی بجستان ² (استاد گروه سازهای آبی دانشگاه شهید چمران اهواز)
جواد احدیان ³ (استادیار گروه سازهای آبی دانشگاه شهید چمران اهواز)

تاريخ الإرسال : 27 الخميس , ربيع الأول, 1437 تاريخ التأكيد : 27 الخميس , ربيع الأول, 1437 تاريخ الإصدار : 01 الخميس , شعبان, 1433

الکلمات المفتاحية: تنش برشی, سرریز W, قوس 90 درجه ی تند, جریان ثانویه, سرعت عرضی,

ملخص المقالة :

جریان آب پس از ورود به قوس نهرهای خاکی تحت تاثیر دو نیروی شیب عرضی فشار و گریز از مرکز قرار می‌گیرد که باعث به وجود آمدن جریانهای حلزونی می‌شود. چنین الگویی عامل عمده‌ی فرسایش در قوس خارجی و رسوب گذاری در قوس داخلی است. اصلاح این الگو با هدف کاهش فرسایش با روشهای مختلفی امکان پذیر است، که از جمله می‌توان به نصب سرریز W اشاره کرد. در تحقیق حاضر با اندازه‌گیری مؤلفه‌های سه بعدی سرعت در دو شرط با و بدون حضورسرریز W، تغییر الگوی جریان، و بویژه سرعتهای عرضی و تنش برشی درقوس 90 درجه تند، بررسی شده است. نتایج مورد مطالعه نشان می‌دهند که حضور سرریز W باعث می‌شود تا در بالادست محل نصب توزیع عمقی جریان یکنواختتر، و اثر دو نیروی شیب عرضی فشار و گریز از مرکز به گونه‌ای اصلاح می گردد که جریانهای ثانویه تشکیل نمی‌شوند. همچنین، در بالا دست محل نصب توزیع عرضی تنش برشی بی بعد بستر با حضور سرریز W نسبت به قبل از نصب سرریز یکنواختتر می‌شود، بطوری که در ساحل خارجی کاهش و در ساحل داخلی افزایش یافته است. نتایج این تحقیق نشان دادند که تنش برشی بدون بعد در حالت بدون سرریز در عدد فرود 17/0 و 4/0 به ترتیب برابر با 19/1 و 47/5 در مقطع 30 درجه می‌باشد، که با حضور سرریز W این فراسنج در اعداد فرود و مقطع یاد شده به ترتیب مقادیری معادل 16/1 و 07/4 را دارد.  

المصادر:

1. Pournasiri, M., Pirestani, M.R., andMajdzadeh-Tabatabai, M.R. 2006. Studythe Changes in Eddy Flow in U-shape

Bend Channels. 7th Iranian Conferenceof Hydraulic, Water and Electricityindustries University (ShahidAbbaspour). Tehran

2. Soozepour, A., Shafai-Bajestan, M., andGhadu, Y. 2011. Lab Study of the Crossvelocity Pattern of Flow in 90 Degree

Sharp Bend. the 4th Conference of WateReferences of Iran. Amirkabir Universityof Technology. Tehran.

3. Musavi-Naini, A., Vaghefi, M., andGhodsian, M. 2009. Effect of Radius ofcurvature of 90 degree bend with flat bed

on changes of shear stress changes onSubmerged Vanes. 8th Hydraulicconference. Tehran University. Tehran.

4. Salehi-neyshabouri, A.2008. Review andprovide solution to reduce inputsediment to the intakes in the river.Applied Research Project Department ofWater Resources Management andDevelopment Plan.

5. Ghadu, Y., Shafai-Bajestan, M., and, A. 2011. Lab Study of thevelocity Pattern of Flow in 90

Degree Sharp Bend. the 4th Conferenceof Water References of Iran. AmirkabirUniversity of Technology. Tehran.

6. Keshavarzi,A., and Karami-Moghaddam,M. 2007. Effect of Submerged Vanes onreducing the accumulation of submergedsediment inlet intakes 55 ° with arounded entrance. 3th International

on Civil engineering. Tabriz.Tabriz University.

7. Golrokh, I, and Shafai-Bajestan, M.2011. The Lab Study of Impact ofPlacement of W-Weir on the

Topography of the Bed in 90 DegreeBend. The 6th National Congress onCivil Engineering, Semnan University.

Semnan engineering. Semnan. Semnanuniversity.

8. Vaghefi, M., and Ghodsian, M. 2010.Lab Study of the Effect of Bend on theSecondary Flow in 90 Degree Bend in 

the Balanced Bed Conditions” TheScientific Research Journal of hydraulic,5th period, No. 1, Pp 91-99.

9. Mashkournia, H,. Jarrahzadeh, F,.Ramesh, S,. and Shafai-Bajestan, M.2010. Effect of submerged Submerged

Vanes structures along the 90 degreebend on the scourof outer bank. 9thHydraulic conference. Iran. Tehran.Tarbiat Modarres University.

10. Bhuiyan, F., Hey, R. D., and, P.R. 2007. Hydraulicevaluation of W-weir for restoration.Journal of Hydr. Enrg. ASCE. Vol. 133.No.6:596-609.

11. Bhuiyan, F., Hey, R D., andWormleaton, P.R. 2009. Effects ofVanes and W-weir on Sediment

Transport in Meandering Channels.Journal of Hydraulic Engineering .ASCE. Vol. 135. No.5:339-349.

12. Christopher I. Thornton, Antony M.Meneghetti, Kent Collins, Steven R.Abt,and S. Michael Scurlock. 2011.Stage-discharge relationships for U-, A-,and W-weirs in un-submerged flowconditions. Journal of Americanassociation. Vol.47., No.1:169-178.

13. Odgaard JA, Bergs MA. 1988. Flowprocesses in a curved alluvial channel.WaterResour Res. Vol. 24. No.1:45–56.

14. Rodi, W. and Leschziner A. 1978.Calculation of strongly curved openchannelflow. Journal of the Hydraulic. 105(HY10).

15. Rosgen, D. L. 2001b. The cross vane, Wweirand J-hook structures: Their, design and application for

stream stabilization and river restoration.Proc. Wetland Engineering and RiverConf. ASCE. Reston, Va.

16. Shukry, A. 1950. Flow around Bends inopen flume. Transactions. ASCE,Vol. 115.