بررسی استهلاک انرژی در تندآب با موانع مستغرق با استفاده از مدل فیزیکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری عمران مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد، گروه آموزشی سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

از جمله روش‌های کاهش ابعاد و یا حذف سازه‌ مستهلک­کننده‌ انرژی پایین­دست تند آب­ها، استفاده از موانعی است که بر روی تندآب­ها قرار می­گیرند. در این تحقیق، با استفاده از مدل آزمایشگاهی به قابلیت استهلاک انرژی تندآب با استفاده از موانع مستغرق مکعب مستطیلی پرداخته شد. برای این منظور، آزمایش­های مختلفی در تندآب با چهار شیب مختلف با و بدون وجود موانع در یک فلوم آزمایشگاهی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد. نتایج حاصل از مدل‌های بدون مانع نشان داد که میزان استهلاک انرژی نسبت به انرژی بالادست در محدوده دبی‌های این تحقیق بین 10 درصد برای مدل با شیب یک به چهار تا 63 درصد برای مدل با شیب یک به پنج متغیر است. با مقایسه افت انرژی در شیب­های مختلف، می‌توان به نتیجه رسید که با کاهش شیب بستر تندآب، افت انرژی نسبی افزایش می‌یابد. همچنین، این نتیجه را نیز می‌توان عنوان کرد که با کاهش شیب بستر تندآب، روند کاهش افت انرژی با شیب کمتری اتفاق می­افتد. با بررسی نتایج مدل‌های با مانع و مقایسه آن‌ها نسبت به مدل‌های بدون مانع، میزان استهلاک انرژی، افزایش 17 تا 44 درصدی را نشان داد. در مدل‌های با مانع نیز با مقایسه افت انرژی در شیب­های مختلف، می‌توان به این نتیجه رسید که با کاهش شیب بستر تندآب، میزان افت انرژی نسبی افزایش و روند کاهش افت انرژی با شیب کمتری اتفاق می­افتد. در بخش نهایی با استفاده از رگرسیون چند متغیره روابطی برای پیش­بینی استهلاک انرژی در این نوع تندآب در حالت بستر بدون مانع و با وجود موانع استخراج شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of energy dissipation in the chute with submerged obstacle using physical model

نویسندگان [English]

  • Saeed Sarkamaryan 1
  • Mehdi ghomeshi 2
1 Ph.D. Student of Water Resource Management and Engineering, Faculty of Civil Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz
2 Professor, Dept. of Hydraulic Structures, Faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz
چکیده [English]

As a method for dimension reduction and elimination of energy damper structures that are located downstream of rapids, obstacles that are put on rapids are sometimes employed. In this research, damping capabilities of floating cubic obstacles were investigated using an experimental model. To do this, various experiments were performed on four different slopes of rapids with and without obstacles in a laboratory open channel in the hydraulic laboratory of Shahid Chamran University of Ahvaz. Results of the experiments without obstacles on discharges contained in this research’s scope showed that the amount of damped energy relative to the upstream energy ranges from 10 percent for a slope of 1:4 to 63 percent for a slope of 1:5. According to comparison of energy loss in different slopes, we can conclude that the reduction of chute bed slope increases the relative damped energy. We can also argue that the reduced chute bed slope leads to a slower energy loss procedure. Energy dissipation had an increase of 17 to 44 percent according to the studied results of models with and without obstacles. According to comparison of energy loss in different slopes of models with obstacles, we can conclude that the amount of relative damped energy increases and the damped energy reduction occurs on lower slope by reducing the chute bed slope. Using multi-variable regression, some equations were extracted in the final section in order to predict energy damping in such rapids with or without obstacles.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chute
  • Energy dissipation
  • Model with obstacle
  • Physical model
  • Submerged obstacle