مدیریت جامع حوزه های آبخیز

مدیریت جامع حوزه های آبخیز

بررسی تأثیر مشخصات جریان ورودی جانبی بر جریان اصلی با استفاده از مدل‌سازی عددی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری گروه مدیریت ساخت و آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 دانش‌آموخته کارشناس ارشد عمران، گرایش مدیریت منابع آب
چکیده
اهمیت آب در زندگی امروزه، باعث شده است تا همواره انسان به فکر انتقال و انحراف جریان‌های موردنیاز به نفع بقا خود باشد. باید این واقعیت را پذیرفت که مسئله سیل هنوز به‌طور کامل حل نشده است و هدایت و منحرف‌کردن سیلاب جهت آبیاری هنوز مورد تقاضا است؛  بنابراین ارائه مدل‌های هیدرولیکی مؤثر جهت شبیه‌سازی جریان در کانال با جریان ورودی جانبی برای انتقال حداکثری دبی موردنیاز است. در اثر برخورد جریان کانال جانبی به جریان اصلی تغییراتی در الگوی جریان عبوری از کانال اصلی ایجاد می‌شود که به نسبت دبی جریان، زاویه بین دو کانال و غیره وابسته است. جریان‌های کانال‌های متقاطع به­طور پایه سه‌بعدی هستند. برای راستی‌آزمایی نتایج نرم‌افزار عددی از مدل وبر و همکاران که روی یک کانال مستطیلی با زاویه تقاطع 90 درجه و شیب صفر انجام شده، استفاده شده است. در نهایت، دقت نتایج مدل‌های آشفتگی با داده‌های آزمایشگاهی انطباق دارد و مدل در این زمینه RNG از دقت بالاتری برخوردار است. طبق نتایج مشخص شد، بعد از تقاطع در پایین‌دست کانال اصلی ناحیه جدایی جریان تشکیل می‌شود. این ناحیه به دلیل جریان چرخشی موجود در آن سبب رسوب‌گذاری بیشتری در دیواره داخلی کانال اصلی بعد از تقاطع می‌شود که این موضوع باعث ایجاد مشکلاتی خواهد شد. به‌علاوه با بررسی زاویه تقاطع دو کانال اصلی و جانبی مشخص شد که در زاویه 30 درجه تقریباً ناحیه جدایی محو می‌شود ولی چون جریان‌ها با زاویه‌ای کم به هم می‌پیوندند، سرعت و انرژی جریان در محل تقاطع و بعد از آن نسبت به زاویه 60 درجه بیشتر است. بنا بر آنچه در بررسی‌ها و مدل­سازی ها انجام شد، این موضوع که بهترین کانال متقاطع با زاویه­ای 60 درجه است، تأیید می‌کند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Azhdari, K., Talebi, Z. & Hosseini, S. H. (2020). Simulation of Subcritical Flow Distribution and Water Surface Fluctuations in Four-branch Open Channel Junction with FLOW 3D. Irrigation and Drainage, 14(3), 1018-1031. (In persian).
Behdarvandi, M., Hajipour, M., Parsi, E. & Ansari ghojghar, M. (2022). Investigation of Velocity Changes in a Straight Asymmetric Rectangular Composite Channel Using Flow-3D Software. Irrigation and Water Engineering, 13(1), 1-16. Doi: 10.22125/iwe.2022.158503 (In Persian).
Burqaʻi, S. M. & Nazari, A. (2003). Laboratory investigation of sediment pattern at the intersection of channels. 6th International Civil Engineering Conference, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran (In Persian).
 
Ghobadian, R. & Seyedi tabar, Z. (2016). Numerical investigating of the effect of lateral channel junction position on flow pattern at river bend. Water and Soil Conservation, 22(6), 81-89. (In Persian).
Hemmati, M. & Aghazade-Soureh, T. (2018). Simulation of the Effect of Bed Discordance on Flow Pattern at the River Confluence by Flow-3D Model. Irrigation and Drainage, 11(5), 785-797.
Hosseini, S, M. & Abrishami, J. (2018). Open-Channel Hydraulics. 35th Edition: Imam Reza International University, 613 pages (In Persian).
Karami moghadam, M., Keshavarz, A. & Sabzevar, T. (2019). The Effect of Diversion Flow, Intake Inlet Shape, Topography and Bed Roughness on the Flow Separation Dimensions and Shear Stress at the Lateral Intake. Irrigation and Drainage Structures Engineering Research, 73(19), 113-126. (In Persian).
Khosravinia, P., Hosseini, S.H. & Hosseinzadeh Dalir, A. (2018). Numerical analyzing of flow in open channel junction with effect of side slope of channel. Irrigation and Water Engineering, 10(1), 1-16. Doi: 10.22125/iwe.2019.95871 (In Persian).
Kwanza, J.K., Kinyanjui, M. & Nkoroi, J.M. (2007). Modelling fluid flow in rectangular and trapezoidal open channels. Advances and Applications in Fluid Mechanics, 2(2), 149-158.
Masjedi, A. & Taeedi, A. (2011). Experimental Investigations of Effect Intake Angle on Discharge in Lateral Intakes in 180 Degree Bend. World Applied Sciences Journal, 15(10), 1442-1444
Musavi Jahromi, S.M., & Goudarzizadeh, R. (2011). Numerical Simulation of 3D Flow Pattern at Open-Channel Junctions. Irrigation Sciences and Engineering, 34(2), 61-70 (In Persian).
Nikpour, M. & Khosravinia, P. (2018). Numerical Simulation of Side Slope Effect of Main Channel Wall on Flow Behavior in Open Channels Junction. Irrigation and Drainage, 11(6), 1024-1037. (In persian).
Raeisi Dehkordi, M. (2022). Description of types of pollution in water resources and protection of water resources, New Approaches in Civil Engineering, 6(1), 42-52. Doi: 10.30469/jnace.2022.154373 (In Persian).
Ramamurthy, A.S., Carballada, L.B. & Tran, D.M. (1988). Combining Open Channel Flow at Right Angled Junctions. Journal of hydraulic engineering, 114(12), 1449-1460.
Tabesh, M. (2018). Advanced Modeling of Water Distribution Networks. 4th Edition: University of Tehran Press, 585 pages.
Taylor, E. (1944). Flow Characteristics at Rectangular Open-Channel Junctions. Journal of hydraulic engineering, 10(6), 893-902.
Thiong'o, J.W. (2011). Investigations of fluid flows in open rectangular and triangular channels. Master's thesis, Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology, Juja, Kenya.
Weber, L.J., Schumate, E.D. & Mawer, N. (2001). Experiments on Flow at a 90° Open-Channel Junction. Journal of hydraulic engineering, 127(5), 340-350.

  • تاریخ دریافت 07 اسفند 1401
  • تاریخ بازنگری 07 فروردین 1402
  • تاریخ پذیرش 01 خرداد 1402