Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein AfzaliMehr,Sayed Hossein Saghaian nejad esfahani,Esmaeel Landy
حسین افضلی مهر (استاد راهنما) سیدحسین سقائیان نژاداصفهانی (استاد مشاور) اسماعیل لندی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Elham Faze Najafabadi
الهام فاضل نجف آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Investigation of Influence of Wall Vegetation Cover and Non-Cohesive Sediment in Bed of a Flume on Turbulent Flow Components under Favorable Pressure Gradient
Many of free surface flow are at interaction with vegetation. For example in natural flows with vegetation cover banks and channel inside, indicate spatial pattern flows for velocity and Reynolds stress distribution. This matter demonstrate attention of study interaction between water, particle sediment and vegetation cover in hydrodynamic and river engineering. In defiance of vegetation cover effect in hydrodynamic and ecologic operation of environment in non-uniform flow structure, there are many unknown subjects for studying. The subject of this research is studying of velocity and resistance changes because of banks cover vegetation changes. In this research used an Acoustic Doppler Velocimeter (ADV) for taking data and studied Reynolds stress and turbulence distributions. Experiments were carried out in an 8m long, 40cm wide and 60cm high re-circulating flume. At the banks of channel is attached cover vegetation likeness rice stems. Experiments is performed in 11 runs, consist of one run without bed slope and with cover vegetation in banks, one run with -%2 bed slope and without cover vegetation in banks, and 9 runs with varying slopes and varying discharges. The numbers of sections in every run are 3 sections, and 3 velocity profiles are selected in every section for cover vegetation runs. Velocity profiles at 3 and 6 distance from bank vegetation showed “S” shape distributions. In the presence of cover vegetation logarithmic law validity was higher than those without presence cover vegetation runs, and thickness of inner layer was larger. The amounts of shear stress in presence of cover vegetation for reason of increase of momentum absorption area are larger than those same amounts for without cover vegetation. Discharge change create no change in velocity profile and point velocity amount in center line channel, but in 3 and 6 cm distance from bank vegetation increase of discharge lead to decrease of velocity in inner layer. Increase of bed slope lead to decrease of shear stress amount in center line channel, that of course this decrease isn’t considerable. Results showed in center line channel at distance between bed channel and y/h=0.3, normal stress are dispersed. This dispersion was larger for -%2.5 and amount of that dispersion was also larger than other slopes. Thus from y/h=0.3 up to free surface, normal stress for various slopes and in center line channel had large difference and those distributions are coincide with each other, but by nearing to bank vegetation is showed that with increasing slopes increase normal stress. On the other hand, normal stress for 3 and 6 cm distance from bank vegetation data dispersion become lower. Key words: Cover vegetation, Non-uniform flow, Reynolds stress, Flow resistance
بسیاری از جریانهای با سطح آزاد در تعامل با اثرات پوشش گیاهی می باشند. برای مثال انتقال آب در مجاری طبیعی با پوشش گیاهی در حاشیه و در داخل کانال ، الگوی کاملاً خاص جریان از نظر توزیع سرعت و توزیع تنش رینولدز را نشان می دهد که ضرورت توجه ویژه ای را در مطالعه تعامل آب،مواد رسوبی و پوشش گیاهی در بررسی های هیدرودینامیک و مهندسی رودخانه ایجاب می- نماید.با وجود تأثیر پوشش گیاهی در عملکرد هیدرو دینامیکی و اکولوژیکی سیستم های زیست محیطی در ساختار جریان غیریکنواخت،دراین زمینه مجهولات زیادی برای بررسی و ارائة راهکارهای مناسب هنوز وجود دارد. هدف از تحقیق حاضر مطالعة توزیع سرعت و تغییرات مقاومت جریان ناشی ازتغییرات پوشش گیاهی جدار کانال می باشد. در این تحقیق از دستگاه سرعت سنج ADV به منظور برداشت داده های آزمایشگاهی استفاده شد و توزیع های تنش رینولدز و توربولانس مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در یک کانال به طول m 8 ، عرضcm 40 و عمق cm 60 ( سطح مقطع مستطیلی) که در کف آن ذرات شن به قطر متوسط حدود cm 2 ریخته و در جدار آن پوشش گیاهی چسبانده شد انجام گرفت. آزمایشات در قالب 11 سری آزمایشی شامل یک سری آزمایشی بستر بدون شیب و جدار با پوشش گیاهی، یک سری آزمایشی بستر با شیب 2%- و جدار بدون پوشش گیاهی و 9 سری با سه شیب و سه دبی متفاوت انجام شد. تعداد مقاطع نمونه برداری در هر سری 3 مقطع و برای سری های با پوشش گیاهی در هر مقطع سه نیمرخ سرعت بودند. نتایج نشان داد که محل وقوع مقادیر سرعت حداکثر برای بستر شیب دار نسبت به بستر بدون شیب به کف کانال نزدیک تر بود. نیمرخ های سرعت برداشت شده در فواصل 6 و 3 سانتی متری از جدار به صورت نیمرخ های S شکل ظاهر شدند. در حضور پوشش گیاهی حد اعتبار قانون لگاریتمی نسبت به حالت عدم حضور پوشش گیاهی بالاتر بوده و ضخامت ناحیة داخلی بیشتر می باشد. مقادیر تنش های برشی درحالت حضور پوشش گیاهی بیشتر از مقادیر مشابه در حالت عدم حضور پوشش گیاهی می باشد. تغییر دبی تغییری در نیمرخ های سرعت و مقادیر سرعت نقطه ای در محور مرکزی کانال ایجاد نکرد، ولی در فواصل 3 و 6 سانتی متری از جدار پوشش گیاهی با افزایش دبی سرعت در ناحیة داخلی کاهش داشت. با افزایش شیب مقادیر تنش برشی در محور مرکزی کانال کاهش می یابد، که البته این کاهش چشمگیر نمی باشد. نتایج نشان داد که در محور مرکزی کانال در نزدیکی بستر و محدودة 3/0 = y/h مقادیر تنش نرمال پراکنده اند. این پراکندگی برای شیب 5/2 %- بیشتر بوده و مقادیر عددی آنها نیز بزرگتر می باشند. پس از 3/0 = y/h و تا سطح آب مقادیر تنش های نرمال برای شیب های مختلف و در محور مرکزی کانال تفاوت محسوسی نداشته و توزیع های بر هم منطبق می باشند، ولی با نزدیک شدن به جدار پوشش گیاهی مشاهده می شود که با افزایش شیب مقادیر تنش نرمال افزایش می یابد. از سویی مقایسة تنش های نرمال برای فواصل 3 و 6 سانتی متری از جدار پوشش گیاهی نشان داد پراکندگی داده ها کمتر می شود. کلمات کلیدی : پوشش گیاهی، جریان غیریکنواخت، تنش رینولدز، مقاومت جریان

ارتقاء امنیت وب با وف بومی