بررسی نوسانات فشار در پرش هیدرولیکی بر روی بستر زبر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری سازه های آبی گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز

2 استاد گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

3 دکتری سازه های آبی. دانشکده علوم و مهندسی آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.

4 استادیار گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز.

چکیده

پرش هیدرولیکی تغییر ناگهانی جریان از حالت فوق بحرانی به زیربحرانی است که این پدیده هیدرولیکی به­صورت متلاطم و همراه با محدوده وسیعی از گرداب­های با مقیاس بزرگ و کوچک می­باشد.اتلاف انرژی در پرش هیدرولیکی همواره همراه با نوسانات بزرگ فشار با فرکانس کم است کهمی­تواندباعثایجاد خسارت و فرسایش شده وامنیت سازهرابهخطراندازد. در تحقیق حاضر تأثیر اجزای زبر غیرممتد لوزی شکل با زبری نسبی ( ) 67/0 و 33/1 بر نوسانات فشار در پرش هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده با افزایش عدد فرود نوسانات فشار افزایش می­یابد که ناشی از افزایش شدت تلاطم در پرش هیدرولیکی می­باشد. در بستر زبر در فاصله طولی  نوسانات فشار بیشتر و به سمت پایین­دست پرش نوسانات فشار در مقایسه با پرش هیدرولیکی بر روی بستر صاف به‌طور متوسط در حدود 80 درصد کاهش
می­یابد. تغییرات فشار متوسط در پرش هیدرولیکی بر روی بستر زبر در طول نسبی  تقریباً ثابت می­گردد. در تحقیق حاضر، مقادیر حداکثر  و  178/0 و 134/0 به‌دست‌ آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of Pressure Fluctuations of Hydraulic Jump on Rough Bed

نویسندگان [English]

  • Parastoo Parsamehr 1
  • Davood Farsadi Zadeh 2
  • Ali Hosein Zadeh Dalir 2
  • Mohammad Javad Nasr Esfahani 3
  • Akram Abbaspour 4
1 Ph.D. Student, Water Engineering Department, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Iran
2 2- Professor, Water Engineering Department, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Iran.
3 Ph.D. of Water Structures Engineering, Ahvaz, Iran.
4 Assistant Professor, Water Engineering Department, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Iran.
چکیده [English]

A hydraulic jump is a sudden transition from a supercritical to subcritical flow with a broad range of turbulence Scales. The fluctuating nature of the flow such as oscillations of jump toe position and production of large eddies are visible in pseudo-periodic manners. Energy dissipation of hydraulic jump occurs with Low-frequency large scale pressure fluctuations which can cause damage and erosion and endanger the security of the structures. In the present study, the effects of discontinuous roughness elements of lozenge shape on the fluctuations of pressure in hydraulic jump have been investigated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Energy dissipation
  • fluctuation
  • Hydraulic jump
  • Pressure
  • Rough bed
  • Turbulence

1-    Abdul Khader, M.H. and Elango, K., 1974. Turbulent pressure field beneath a hydraulic jump. Journal of hydraulic research, 12(4), pp.469-489.

 

2-    Behrouzi Rad, R., Fathi-Moghadam, M. and Filsoufian, M., 2008. The role of the terminal structure of stilling basins on the dynamic and hydrostatic pressures. In4th National Congress on Civil Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran. (In Persian).

 

3-    Shafai Bejestan, M. and Neisi, K., 2009. A new roughened bed hydraulic jump stilling basin. Asian J. Appl. Sci, 2(5), pp.436-445.

 

4-    Nasr Esfahani, M.J. and Shafai-Bajestan, M., 2012. Dynamic Force Measurement of Roughened Bed B-jump at an Abrupt Drop. Archives Des Sciences, 65(8).

 

5-    Farhoudi, J., 2009. Total pressure around chute blocks of SAF stilling basins. International Journal of Civil Engineering, 7(4)pp.271-279.

 

6-    Fathi-Moghadam, M., Kermannezhad, J., Ghanbari-Adivi, E., Obeydavi, M. and Hodaei, F., 2008. Effect of Angle of Impact on Dynamic Pressure of the Flip Bucket Jets. Irrigation Sciences and Engineering, 36(1), pp.1-10. (In Persian).

 

7-    Fiorotto, V. and Rinaldo, A., 1992. Fluctuating uplift and lining design in spillway stilling basins. Journal of hydraulic engineering, 118(4), pp.578-596.

 

8-    Hassonizadeh, H. and Shafai-Bajestan, M., 2001. Experimental measurement of dynamic force on slab in stilling basins. In Wetlands Engineering & River Restoration 2001 (pp. 1-10).

 

9-    Karimi, M., Musavi Jahromi, S.H. and Shafai-Bajestan, M., 2014. The effect of roughness in pressure fluctuations in the stilling basin with sudden expansion. Journal of Water and Soil Resources Conservation, 4(1), pp.63-78. (In Persian).

 

10- Kavianpour, M. and Mohmmadi, B., 2001. Evaluation of the pressure at chute blocks of stilling basins. In 3th Iranian Hydraulics Conference, University of Tehran, Tehran, Iran. (In Persian).

 

11- Leutheusser, H.J. and Kartha, V.C., 1972. Effects of inflow conditions on hydraulic jump. Journal of the Hydraulics Division, 98(8), pp.1367-1385.

 

12- Lopardo, R.A. and Henning, R.E., 1985, August. Experimental advances on pressure fluctuations beneath hydraulic jumps. In Proceedings of the 21st IAHR Congress, Melbourne, Australia (Vol. 3, pp. 633-638).

 

13- Mohamed Ali, H.S., 1991. Effect of roughened-bed stilling basin on length of rectangular hydraulic jump. Journal of Hydraulic Engineering, 117(1), pp.83-93.

 

 

14- Toso, J.W. and Bowers, C.E., 1988. Extreme pressures in hydraulic-jump stilling basins. Journal of Hydraulic Engineering, 114(8), pp.829-843.

 

15- Wang, H., Felder, S. and Chanson, H., 2014. An experimental study of turbulent two-phase flow in hydraulic jumps and application of a triple decomposition technique. Experiments in fluids, 55(7), p.1775.