Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad karim Beirami
محمدکریم بیرامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Masoud Yousefian
مسعود یوسفیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1383

TITLE

Analysis of flow under sluice gates in rectangular channels of variable widths
: Gates as hydraulic structures are used for flow connection or In this research, characteristics of flow when downstream channel width is less than that of upstream one are investigated. Here, 193 experiments on three physical models of 405 mm width at the upstream section and 300, 240 and 200 mm width at the downstream section have been completed. Using three basic equations of fluid mechanics, namely the energy, momentum and continuity equations, four semi-theoretical models have proposed for estimate free or submerged discharges. In the estimation of discharge, the mean absolute error found to be less than 1.6% for free flow and 2.9% for submerged ones. It was found that those momentum equations which were written between the upstream and the contraction sections give the least error for both free and submerged flows. In addition, dimensionless experimental equations are given here to find the place of two vortices, establishing at the upstream section of the gate. Dimensionless equations are also given for the wake formation in the plan at the downstream section of the gate.
: دریچه‌های هیدرولیکی سازه‌های متحرکی هستند که به منظور قطع و وصل جریان، تنظیم دبی و تنظیم سطح آب مورد استفاده قرار می‌گیرند. از بین انواع دریچه‌ها، دریچه‌های کشویی به دلیل سهولت در ساخت و بهره‌برداری، دارای کاربرد وسیعی در کارهای آبی هستند. تاکنون تحقیقات زیادی بر روی دریچه‌ها‌ی کشویی با عرض کانال یکسان در بالادست و پایین‌دست دریچه انجام شده است.در تحقیق حاضر خصوصیات جریان از زیر دریچه‌ی کشویی در حالتی که عرض کانال پایین‌دست دریچه کمتر از عرض کانال بالادست دریچه است، تحلیل و بررسی شد. 193 آزمایش بر روی 3 مدل آزمایشگاهی با عرض 300، 240 و 200 میلیمتر در پایین‌دست دریچه و عرض 405 میلیمتر در بالادست دریچه انجام شد. با استفاده از 3 معادله‌ی اساسی سیالات شامل معادلات انرژی، اندازه حرکت و پیوستگی، 4 روش برای تخمین دبی جریان آزاد و جریان مستغرق ارائه شد. با استفاده از برازش چند متغیره‌ی غیر خطی داده‌های آزمایشگاهی، ضرایب دبی جریان به منظور دقیق‌تر کردن این روابط بدست آمد. در تمامی روابط ارائه شده از متغیرهایی استفاده شد که به راحتی و با دقت مناسب قابل اندازه‌گیری هستند. بنابراین روابط ارائه شده قابل استفاده در موارد عملی هستند. برای نشان دادن تطابق روابط ارائه شده با نتایج حاصل از داده‌های آزمایشگاهی، پارامترهای آماری میانگین خطای مطلق و ماکزیمم خطای مطلق محاسبه گردید. میانگین خطای مطلق تخمین دبی در تمامی روش‌های ارائه شده، برای جریان آزاد و مستغرق به ترتیب کمتر از 6/1 و 9/2 درصد بدست آمد. از بین روابط ارائه شده، رابطه‌ی حاصل از نوشتن معادله‌ی اندازه حرکت بین مقطع بالادست دریچه‌ی کشویی و مقطع فشردگی جریان در هر دو حالت آزاد و مستغرق، بهترین دقت را در محاسبه‌ی دبی جریان داشت. در تحقیق حاضر با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی، روابط بی‌بعدی به منظور تخمین محل تشکیل گرداب‌های بالادست دریچه‌ی کشویی بدست آمد. این گرداب‌ها بر اساس شکل ظاهری به سه دسته تقسیم شدند و شرایطی که باعث ایجاد هر نوع گرداب و یا عدم تشکیل گرداب می‌شود، بررسی شد. در پایین‌دست دریچه‌ی کشویی مدل آزمایشگاهی، پدیده‌ی انقباض جریان خروجی اتفاق می‌افتد که روابط بی‌بعدی نیز به منظور تعیین پلان جریان خروجی از زیر دریچه ارائه شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی