Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein AfzaliMehr,Esmaeel Landy
حسین افضلی مهر (استاد راهنما) اسماعیل لندی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Seyedehsan Bagheri
سیداحسان باقری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Influence of Vegetation Cover in Walls and Cobble over Bed with Different Concentrations on Turbulent Flow Components
Waterways and rivers are very varied in nature and almost in all of them flow is turbulent and hydraulically rough, also vegetation as a natural factor exists in these environments, typically. In general, flow conditions in coarse beds are very complicated and the presence of vegetation increases this complexity by producing an additional turbulence. In this research turbulent flow characteristics for different cobble concentrations in the bed and the presence of vegetation in the channel wall including velocity profiles, location of maximum velocity, inner boundary layer region, outer boundary layer region, Reynolds stress distribution, turbulence intensity and turbulent kinetic energy were studied. Experiments were carried out in an 8 m long, 40 cm wide, and 60 cm high re-circulating flume at the Hydraulics Laboratory of agriculture faculty of Isfahan University of Technology using cobbles with median diameter 85 mm under uniform flow with zero bed slope. Experiments were performed in two series, in the first series channel walls were without vegetation and in the second series conditions were same as before but straws were placed in the channel walls. Velocity profiles were taken in the reach that flow was fully developed, these measurements in addition to the central axis of channel were performed in several distances of the wall. Data of taken profiles by ADV using WinADV software were analyzed. This study shows that the distribution pattern of turbulent flow characteristics by changing the cobble concentration in the bed, remains constant but the values of these parameters in different relative depths alter, In this way at higher concentrations, velocity values in inner layer are less and in outer layer are greater, While by increasing cobbles concentration, the shear stress increases in inner layer and decreases (to the location of maximum velocity) in outer layer. In addition, wall vegetation affects on turbulent flow structure in cobble bed by increasing secondary currents and turbulence. Also this vegetation changes procedure and the values of turbulent flow parameters by momentum absorption for close distances to wall vegetation, so that dip parameter, high credit limit logarithmic law, turbulent intensities and turbulent kinetic energy increase in this state. Keywords : Velocity Distribution, Reynolds Stress, Cobble Bed, Wall Vegetation
شرایط آبراهه ها و رودخانه های موجود در طبیعت بسیار متنوع است ولی تقریباً در همه آنها جریان به صورت آشفته و از نظر هیدرولیکی زبر است و به طور معمول پوشش گیاهی به عنوان یک عامل طبیعی در این محیط ها وجود دارد. به طور کلی شرایط جریان در بستر های درشت دانه بسیار پیچیده است و حضور پوشش گیاهی به عنوان یک عامل مولد آشفتگی این پیچیدگی را تشدید می کند. در این تحقیق ویژگی های جریان آشفته برای تراکم های مختلف قلوه سنگ در بستر و حضور پوشش گیاهی در جدار کانال شامل نیمرخ های سرعت، محل وقوع حداکثر مقدار سرعت، ناحیه داخلی لایه مرزی، ناحیه خارجی لایه مرزی، توزیع تنش برشی رینولدز، شدت های آشفته و انرژی جنبشی آشفته مورد مطالعه قرار گرفت. این مطالعه در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان در فلومی به طول 8 متر، عرض 40 و عمق 60 سانتی متر با استفاده از قلوه سنگ هایی به قطر میانه 85 میلی متر تحت جریان یکنواخت با شیب بستر صفر صورت گرفت. آزمایش ها در دو سری انجام شد، در سری اول جدار کانال فاقد پوشش گیاهی بود و در سری دوم با حفظ شرایط بستر، پوشش گیاهی نی در جدار کانال قرار داده شد. نیمرخ های سرعت در ناحیه کاملاً توسعه یافته جریان برداشت شد، این اندازه گیری ها علاوه بر محور مرکزی کانال در فواصل مختلف از جدار نیز انجام گردید. اطلاعات نیمرخ های برداشت شده به وسیله دستگاه ADV با استفاده از نرم افزار WinADV غربال شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان دهنده این است که الگوی توزیع ویژگی های آشفته در عمق جریان با تغییر تراکم های قلوه سنگ در بستر تقریباً ثابت می ماند ولی مقادیر این پارامتر ها در عمق های نسبی مختلف دستخوش تغییر می گردد به این صورت که در تراکم های بالاتر مقادیر سرعت در ناحیه داخلی کمتر و در ناحیه خارجی بیشتر است، در حالی که در مورد تنش برشی با افزایش تراکم قلوه سنگ در بستر مقادیر این پارامتر در ناحیه داخلی افزایش و در ناحیه خارجی (تا محل وقوع حداکثر مقدار سرعت) کاهش یافت. علاوه بر این پوشش گیاهی موجود در جدار به صورت قابل توجهی بر ساختار جریان آشفته در بستر قلوه سنگی تاثیر می گذارد و با تشدید جریان های ثانویه و افزایش آشفتگی و همچنین جذب مومنتم در فواصل نزدیک به پوشش گیاهی باعث تغییر در روند و مقدار پارامتر های جریان آشفته می شود به نحوی که مقادیر فرورفتگی حداکثر مقدار سرعت (Dip)، حد بالای اعتبار قانون لگاریتمی، شدت های آشفته و انرژی جنبشی آشفته در این حالت افزایش یافته است. کلمات کلیدی: توزیع سرعت، تنش رینولدز، بستر قلوه سنگی، پوشش گیاهی دیواره

ارتقاء امنیت وب با وف بومی