شبیه‌سازی تأثیر پارامترهای هیدرولیکی و ژئومتری بر نقطة غوطه‌وری در جریان‌های غلیظ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد رشته سازه های آبی دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد گروه سازه های آبی دانشگاه شهید چمران اهواز

3 استادیار گروه سازه های آبی دانشگاه شهید چمران اهواز

4 دانش آموخته کارشناسی ارشد رشته مهندسی رودخانه دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

در برخورد تودة جریان غلیظ با تودة سیال ساکن، جریان غلیظ به درون سیال ساکن نفوذ نموده و مکان غوطه‌وری ایجاد شده و عمق غوطه‌وری در بدو آن تشکیل می‌شود. با توجه به این‌که در محل غوطه‌وری مرز بین جریان غلیظ با سیال پیرامون مشخص می‌گردد، برآورد ارتفاع این نقطه از اهمیت به سزایی برخوردار است. در این تحقیق پارامترهای هیدرولیکی جریان غلیظ و همچنین شیب بستر سیال ساکن که بر نقطه غوطه‌وری تاثیر گذار است، بررسی شده است. برای نیل به اهداف این تحقیق ابتدا یک مدل فیزیکی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران ساخته شد و آزمایش‌های مختلف در آن انجام گردید. در تمامی آزمایش‌ها ارتفاع غوطه‌وری در دبی‌های مختلف از جریان غلیظ و تفاوت چگالی 6، 9، 13 و 16 کیلوگرم بر مترمکعب برای سه شیب 8، 12 و 16 درصد اندازه­گیری شد. سپس با استفاده از مدلریاضی Flow-3D ارتفاع نقطه غوطه‌وری برای شرایط آزمایشگاهی موجود شبیه‌سازی شد. بررسی مقایسه­ای نشان داد که عمق غوطه‌وری برآورد شده با استفاده از Flow-3D نسبت به مقادیر اندازه‌گیری شده بیشتر بوده به گونه‌ای که به طور متوسط برای شیب 12 درصد مدل ریاضی حدود 30 درصد نتایج را بیشتر پیش‌بینی نموده و این در حالی است که برای کلیه شیب‌ها به طور متوسط نتایج حاصل از مدل، 27 درصد بیشتر از مقادیر اندازه‌گیری شده می‌باشد. همچنین بررسی‌های آماری انجام شده نشان داد که نسبت مقادیر اندازه‌گیری شده به مقادیر پیش‌بینی شده به طور متوسط در حدود 8/0 می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Hydraulic and Geometric Parameters on Plunge Point in Density Current

نویسندگان [English]

  • Hassan Goleaje 1
  • Mehdi Ghomeshi 2
  • Javad Ahadian 3
  • Hamed Arjmandi 4
1 M.Sc. Graduated Student, Department of Water Structures, Shahid Chamran University (SCU), Ahvaz, Iran.
2 Professor, Department of Water Structures, Shahid Chamran University (SCU), Ahvaz, Iran.
3 Corresponding author, Assistant Professor, Department of Water Structures, Shahid Chamran University (SCU), Ahvaz, Iran.
4 M.Sc. Graduated Student Department of Water Structures, Shahid Chamran University (SCU), Ahvaz, Iran.
چکیده [English]

     When the dense flow mass intersect to stagnant fluid, dense flow penetrates into statically fluid and plunge depth occurs. In this research, hydraulic parameters of density current and bed slope have been investigated, which these have a considering effect on plunge point. To achieve on purposes of this research a physical model in hydraulic laboratory of Shahid Chamran University was built and various experiments were performed. At all of the experiment, plunge depth was measured in the various discharges of density current, different of density 6, 9, 13 and 16 kg/mat three slope 8, 12 and 16 percent. Then using Flow-3D depth of plunge point for these experimental conditions was simulated. Findings show that depth of plunge point derived with Flow-3D is more than measured values as in 12% slope, mathematical model overestimate about 30%. While, for all of the slope bed, simulated results 27 percent is more than corresponding measured values. Statistical evaluation shows that ratio of measured valued to results of Flow-3D is about 0.8. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Density current
  • Plunge point
  • Flow-3D
  • Physical model