پديد آورنده :
نبئي، فاطمه
عنوان :
بررسي تاثير پوشش گياهي بر ساختار جريان در آبشستگي موضعي تكيهگاه با مقطع نيمبيضي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
سازه‌هاي آبي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده كشاورزي
صفحه شمار :
چهارده، ۱۲۰ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهدي قيصري، حسين افضلي‌مهر
استاد مشاور :
حسين سقائيان نژاد، مجيد گلويي
توصيفگر ها :
تكيهگاه نيمبيضي , پوشش گياهي , نيمرخ سرعت , الگوي جريان , تنش رينولدز , آشفتگي , آناليزكوادرانت
استاد داور :
سعيد اسلاميان، سعيد سلطاني
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/12/20
چكيده فارسي :
چكيده آبشستگي از جمله مهمترين مباحث مهندسي رودخانه ميباشد ايجاد و گسترش آبشستگي موضعي درتكيهگاههاي پل از مهمترين علل هيدروليكي تخريب پلها است جهت كنترل ميزان آبشستگي موضعي روشهاي متفاوتي ارائه شده كه يكي از مهمترين اين روشها افزايش مقاومت مواد تشكيل دهنده بستر و كاهش قدرت عوامل فرسايشي ميباشد هدف اين تحقيق بررسي الگوي جريان اطراف تكيهگاه با شكل نيمبيضي است مطالعات آزمايشگاهي در كانالي به طول 61 متر عرض 9 0 متر ارتفاع 6 0 متر و دبي 05 ليتر در ثانيه با سطح مقطع مستطيلي انجام شد مرحله اول از آزمايشات بر روي يك نوع تكيهگاه به شكل استوانه با مقطع نيمبيضي با اندازه 51 4 سانتيمتر در شرايط آبشستگي آب زالل و روي ذرات ماسه به قطر 57 0 ميليمتر انجام شد در مرحله دوم تحقيق اثر پوشش گياهي كف بر مشخصات جريان مورد بررسي قرار گرفت ميزان پروفيلهاي سرعت در هر سري از آزمايشات بستگي به گسترش گودال آبشستگي داشت و در مجموع حدود نود پروفيل سرعت و در هر پروفيل بسته به عمق آبشستگي بين 51تا03 نقطه برداشت گرديد مقاطع اندازهگيري به گونهاي انتخاب شدند كه در آنها جريان كامال توسعهيافته بود سرعتهاي سهبعدي لحظهاي در مقاطع مختلف افقي و مايل با استفاده از دستگاه سرعتسنج ADV اندازهگيري شد مولفههاي سرعت متوسط مقادير آشفتگي تنشهاي رينولدز انرژي جنبشي با استفاده از سرعتهاي لحظهاي اندازهگيري و محاسبه شد نتايج نشان دهندهي حضور توامان گردابهاي نعل اسبي و جريانهاي رو به پايين در باالدست جريان ميباشد و در پايين دست حضور گردابهاي برخاستگي سبب به وجود آمدن نامنظميهاي فراوان در ساختار جريان گرديده است حضور پوشش گياهي كف سبب كاهش عمق و زمان تعادل آبشستگي ميگردد به طوري كه ميزان عمق آبشستگي 8 43درصد نسبت به حالت بدون پوشش كاهش مييابد بررسي مشخصات جريان در حالت با پوشش نشان داد كه پوشش گياهي سبب تضعيف گردابهاي اوليه در باالدست تكيهگاه گرديده است ولي اثرات آبشستگي همچنان در پايين دست مشاهده ميگردد در حالت بدون پوشش با دور شدن از تكيهگاه در امتداد شعاعي زاويه سرعت افقي در هر دو ارتفاع و در حالت داراي پوشش فقط در ارتفاع باالتر از كف افزايش مييابد نتايج نشان داد تنشهاي رينولدز در بيرون از گودال به يك روند خطي رسيدهاند و از بستر به طرف سطح آب روند خطي كاهشي را طي ميكنند بزرگي مقادير تنش در نزديكي بستر و در اطراف تكيهگاه در مقايسه با حالت بدون پوشش به شدت كاهش يافته كه نشان دهندهي كاهش گردابها و گراديانهاي فشار اطراف تكيهگاه است حداكثر تنش در باالدست تكيهگاه به 0 404 Pa كاهش مييابد همچنين پارامتر آشفتگي روند مشخص و قابل ذكري را طي نميكنند رفتار جريان حول تكيهگاه از پيچيدگيهاي زيادي برخوردار است وحضور پوشش در كف بر اين پيچيدگيها افزوده است آناليز كوادرانت در حالت با پوشش نيز در زاويه ي 03 تا 021 درجه نشان ميدهد پديده جاروب غالب است واژههاي كليدي تكيهگاه نيم بيضي پوشش گياهي نيمرخ سرعت الگوي جريان تنش رينولدز آشفتگي آناليزكوادرانت
چكيده انگليسي :
The Effect of Vegetation on Flow Structures and Local Scouring in Semi Elliptical Abutment Seyedeh Fatemeh Nabaei s gallaxy2005@yahoo com January 14 2018 Department of Water Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisors Mahdi Gheysari gheysari@cc iut ac ir Hossein Afzalimehr hafzali @ iust ac irAbstractScouring is one of the most important issues in river engineering The creation and expansion of localscouring in bridges abutments is one of the most important causes of hydraulic collapse of bridges Different methods have been proposed to control local scouring one of the most important of these methodsis to increase the resistance of substrate and reduce the strength of erosion agents The purpose of this studyis to examine the flow pattern around the abutment with a semi elliptical shape Laboratory studies werecarried out in a canal with 16 m length 0 9 m wide 0 6 m high and 50 liters per second with rectangularcross section The first stage of the experiments was performed on a cylindrical abutment with Semi elliptical cross section with the size of 4 15 cm under scouring condition of clear water and on sandparticles with a diameter of 0 75 mm The second step of this study is to investigate the effect of bedcoverings on flow characteristics The amount of velocity profiles in each series of experiments dependson the expansion of the scouring pit and about ninety velocity profiles and in each profile depending onthe scour depth between 15 30 points were estimated The measurement sections were selected inwhich the flow was completely developed Measurements of instantaneous 3D velocities wereperformed in different horizontal and side sections using the ADV speedometer The averagevelocity components of turbulence Reynolds stress kinetic energy are measured and calculatedusing instantaneous velocities The results show that the presence of horseshoe vortices anddownstream flows in the upstream zone takes place at the same time In the downstream thepresence of the wake vortices causes many irregularities in the flow structure Presence ofvegetation on bed decreases the depth and time of scouring equilibrium so that the scour depthdecreases by 34 8 compared to the uncovered state Specification of flow characteristics incoatings bed showed that vegetation weakened the initial vortices in the upstream of abutment but the scouring effects are still observed downstream In the uncovered bed the horizontalvelocity increases at both heights and away from the abutment along the radial angle only at aheight above the floor The results showed that the Reynolds tensions reached a linear trendoutside the pit and progressed linearly from the bed to the water surface The magnitude of thestress levels near the bed and around the abutment in contrast to the uncovered bed is sharplyreduced indicating a decrease in the vortex and gradient of the pressure surrounding the abutment The maximum stress in the upstream of the support is reduced to 0 404 Pa Also the turbulenceparameter does not pass the specified process The flow behavior around the abutment is of greatcomplexity and the appearance of the coating on the bed has added to these complexities Thequadrant analysis in coatings at an angle of 30 to 120 degrees indicates that sweeping phenomenonis dominant Keywords Semi Elliptical Abutment vegetation on bed Local scour Local roughness Flow pattern Reynolds stress Quadrant analysis
استاد راهنما :
مهدي قيصري، حسين افضلي‌مهر
استاد مشاور :
حسين سقائيان نژاد، مجيد گلويي
استاد داور :
سعيد اسلاميان، سعيد سلطاني
