پديد آورنده :
كريمي، اميرمسعود
عنوان :
مدل سازي عددي جريان برروي شيب شكن هاي قائم مجهز به مستهلك كننده هاي شبكه اي با جريان فوق بحراني در بالادست
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي عمران
صفحه شمار :
دوازده، 66ص.: مصور
استاد راهنما :
عبدالرضا كبيري
استاد داور :
آزاده احمدي، مجتبي مهرآيين
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/02/04
چكيده فارسي :
چكيده چنانچه در فواصلي از مسير انتخاب شده برا احداث كانال شيب طبيعي زمين از شيب مورد نياز جهت احداث كانال تندتر باشد براي انتقال آب از سطوح بالاتر به سطوح پايينتر از شيبشكن يا تنداب استفاده ميشود شيبشكنها موجب استهلاك انرژي و كاهش سرعت جريان در پاييندست ميشوند يكي از موضوعات مورد مطالعه توسط محققين مختلف ارائه روشهايي برا افزايش راندمان استهلاك انرژ در شيبشكنها بوده است يكي از جديدترين اين روشها استفاده از مستهلككنندها شيار و شبكها است اين سازهها نه تنها راندمان استهلاك انرژ در شيبشكن را افزايش ميدهند بلكه در اثر ريزش تيغههاي آب به داخل حوضچه شرايط براي مكش طبيعي هوا و اكسيژندهي آن مهيا ميشود گاه شرايط توپوگرافي يا وجود دريچه قبل از شيبشكن و يا عدم وجود فاصلهي كافي بين شيبشكنهاي متوالي سبب فوقبحراني باقي ماندن جريان در بالادست شيبشكن ميشود از اينرو بررسي اين نوع جريان در بالادست شيبشكنها حائز اهميت است هدف از انجام تحقيق حاضر شبيهساز سهبعد جريان بر رو شيبشكنهاي قائم مجهز به مستهلككنندهي شبكهاي با جريان فوق بحراني در بالادست با استفاده از نرم افزار OpenFoam است برا مدلساز سطح آزاد جريان از روش حجمسيال VOF استفاده شده است در اين پژوهش با قرار دادن سازه مستهلككننده شبكها بر رو لبه شيبشكن قائم تأثير تغييرات دبي عدد فرود بالادست و ارتفاعها مختلف شيبشكن بر هيدروليك جريان و مشخصهها هيدروديناميكي آن مورد بررسي قرار ميگيرد در تحقيق حاضر از بين مدلهاي آشفتگي بر اساس پيشنهاد محققين realizable k جهت مدلسازي انتخاب گرديد شبكه پيشين و نيز با سعي و خطا مدل بند مدل در نزديكي مستهلككننده سازه شيبشكن ديوارهها و سطح مشترك بين فاز آب و هوا در سه مرحله از نواحي ديگر ريزتر شد ابتدا نتايج حاصل از شبيهساز هيدروليك جريان بر رو شيبشكنها مجهز به مستهلككننده شبكها با جريان زير بحراني بالادست با نتايج آزمايشگاهي پژوهشها گذشته صحتسنجي ميشود پارامترها هيدروليكي جريان از جمله راندمان استهلاك انرژ همبستگي قابل قبولي را با نتايج آزمايشگاهي نشان ميدهند در ادامه هندسه مسأله با جريان فوقبحراني در بالادست به شكل سه بعد مدلساز ميشود از خصوصيات هيدروليكي جريان در شيبشكنمجهز به مستهلك كننده شبكها با جريان فوقبحراني در بالادست ميتوان به عدم وقوع پرش هيدروليكي در پايين دست تلاطم شديد و تشكيل امواج شوك و عرضي بعد از جت ريزشي و افزايش قابلملاحظه راندمان استهلاك انرژ نسبت به شيبشكن قائم ساده با جريان فوق بحراني در بالادست اشاره كرد كلمات كليد شيبشكن قائم مستهلككننده شبكها مدلساز عدد جريان فوقبحراني
چكيده انگليسي :
Hydraulics of Flow over Netting Drop Type Dissipaters with Supercritical Approach Flow Using Numerical Modeling Amir masoud Karimi Am karimi@cv iut ac ir Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Dr A R Kabiri Samani Abstract The design of open channels often requires the use of channel drop and or energy dissipation structures to dissipate excess energy created by gravity A drop structure also known as a grade control or over fall is drops are used to offset the elevation difference between the channel slope and ground slope to control the longitudinal slope of channels to keep design velocities within acceptable limits In addition they serve other purposes such as erosion prevention Energy loss is achieved through turbulent mixing in the pool Providing methods to increase the efficiency of energy dissipation in vertical drops optimized geometry of drops has been the interest of a number of former investigators Among these the grating and netting drop type dissipaters are reported as efficient measures to increase the head loss at the base of the vertical drops These types of drops not only increase the efficiency of energy dissipation but also improve the air entrainment into the water through falling different separate jets in the pool Furthermore flow in the upstream channel over the drops can be either sub or supercritical passes over a vertical fall free over fall and descends into the downstream channel of the drop Thus the upstream approach flow regime is a major issue in studying hydraulics of flow over the drops In the present study the characteristics of flow over netting drop type dissipaters were investigated based on numerical modeling A range of velocity and depth of the supercritical approach flows was analyzed to examine the flow structure at the regions of the falling jets through the netting roof the sliding jet and the pool 3 D numerical modeling of flow through netting drop type dissipaters with upstream supercritical approach flow was performed using an open source Open Foam software For modeling the water free surface the Volume of Fluid VOF method was applied The netting dissipaters were installed on the edge of the vertical drops and the effects of the upstream supercritical approach flow Froude number and the height of the drops on the hydraulic and hydrodynamic characteristics of flow at the pool were investigated According to the former studies as well as based on a trial and error procedure among the different turbulent models the k turbulent model was employed in the present study The meshes size were minimized in three levels i e close to the dissipater drop structure walls and the interface between the water and air Variation trends of several hydraulic or geometric characteristics of flow and length scales of the distributed deflected jets and the supercritical flow aspects in the pool were simulated herein Results were compared well with those of the former experimental investigations indicating that the present numerical modeling properly simulates the flow field and provides reliable outputs for the flow characteristics at the netting drop type dissipaters with the upstream supercritical approach flow According to the results hydraulic jump does not transpire in the pool however an intense turbulent flow shock waves and transverse waves were formed inside the pool moving
استاد راهنما :
عبدالرضا كبيري
استاد داور :
آزاده احمدي، مجتبي مهرآيين
