کالیبراسیون دریچه‌های آبگیر قطاعی مستغرق با استفاده از بهینه سازی غیرخطی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هئیت علمی گروه مهندسی آب دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین اهواز

2 استاد گروه عمران دانشکده مهندسی دانشگاه شهید چمران اهواز

3 عضو باشگاه پژوهشگران جوان، واحد دانشگاه آزاد اسلامی گناباد

چکیده

دریچه‌ها از جمله سازه‌های کنترل کنندة جریان هستند که در شکل‌ها و با نحوة عملکرد متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از مشهورترین و پرکاربردترین دریچه های زیر گذر می‌توان دریچه‌های کشویی و شعاعی (قطاعی) را نام برد. سادگی ساخت و نصب دریچه-های قطاعی و نیاز به نیروی کم جهت بالا و پایین بردن این دریچه ها، باعث افزایش کاربرد آنها جهت کنترل جریان یا سطح آب در سدها و سازه‌های انتقال آب شده است. تاکنون روابط و نمودارهای تجربی متعددی برای تخمین دبی عبوری یا ضریب تخلیه جریان از دریچه‌های قطاعی ارائه شده است اما شرایط جریان مستغرق کمتر مورد توجه قرار گرفته است. برآورد دبی عبوری از دریچه‌های آبگیر در حالت استغراق با حل توأم معادلات انرژی و مومنتم امکان پذیر است. در این راستا برای ارزیابی دبی‌های محاسباتی، 16 مورد اندازه گیری در دو آبگیر سد انحرافی گتوند و شهدا در استان خوزستان انجام شده است. نتایج این بررسی حاکی از آن است که معادله مومنتم همواره عمق استغراق را کمتر از میزان واقعی برآورد می نماید که دلیل آن نادیده گرفتن آشفتگی جریان و عدم یکنواختی سرعت بعد از دریچه می‌باشد. لذا دبی محاسباتی همواره بیش از دبی اندازه گیری بوده است. در ادامه با اندازه گیری مستقیم عمق استغراق به جای عمق پایاب ( حذف معادله مومنتم) و استفاده از معادله انرژی به صورت منفرد، نتایج بهتری در محاسبه دبی عبوری حاصل گردیده است. در نهایت به منظور کالیبراسیون ضریب فشردگی جریان تاچ1، از حل تلفیقی معادلات انرژی و مومنتم در نرم افزار لینگو ( ابزار بهینه سازی غیر خطی) استفاده گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Calibration of Submerged Radial Gated with Non-linear Optimization

نویسندگان [English]

  • M. Taghian 1
  • H. M. Vali Samani 2
  • M. Pourreza Bilondi 3
1 Water Engineering Dept., Agricultural and Natural Resource Univ. of Ramin.
2 - Prof., Civil Engineering Dept., Faculty of Engineering, Shahid Chamran Univ. of Ahwaz.
3 Member of Young Res. Club, Islamic Azad Univ. of Gonabad.
چکیده [English]

Gates are used in different applications and shapes as water regulation structures. The radial gate is one of the most common water control structure in irrigation and drainage networks. Ease of construction, installation, and power saving nature, can be considered as the main advantages of radial gates. These benefits leaded to increase of their application for controlling the flow in dams and water conveyance structures. Many methods and empirical equations have been presented to estimate the discharge and discharge coefficient from radial gates. However, submerged flow condition has been less considered. Discharge calculation from the gate opening, could be carried out with the integrated solution of energy and momentum equations. In this research, 16 measured discharges were used in two intakes of diversion dams of Gotvand and Shohada in Khuzestan State of Iran. The results indicated that the momentum equation always underestimates the submerged depth due to disregarding of flow turbulence and non-uniformity of the velocity distribution. Thus, calculated discharge is always greater than measurement ones. Therefore, through direct measurement of submerged depth instead of tail water (the omission of momentum equation) and using energy equation, the results would be closer to the true values. Finally, Toch contraction coefficient has been calibrated using integrated solution of energy and momentum equations in Lingo software (non-linear optimization tool).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Calibration
  • Non-linear optimization
  • Radial gate
  • Submerges flow