Skip to main content
SUPERVISOR
حسین افضلی مهر (استاد راهنما) مهرداد فرهادیان (استاد مشاور)
 
STUDENT
Artemis Motamedi
آرتمیس معتمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1386

TITLE

The Interaction of Gravel Dune Dimensions on Flow Structure, Boundary Layer and Separation Zone
Using laboratory experiments and a numerical model, this study examined the influence of dune dimensions on the separation of flow. Different conditions, depending on the dune height, material and angle and flow depth and velocity, were considered. Experiments were conducted in a horizontal flume with one side wall being traarent for application of optical measuring devices. A train of 2D fixed dunes were installed on the bottom of the flume starting just downstream of the entrance on the flume. Dunes were prepared with well-sorted gravel particles. Experiments were carried out using 4 types of dunes with different lee slopes. The numerical model used was SSIIM, “Sediment Simulation In Intakes with Multiblock option,” which is an open source computational fluid dynamics model. Both experimental observations and numerical results were in agreement about the influence of dune characteristics on the flow separation, with particular regard to dune height, particle size, angle on the leeside, and flow velocity. Keywords : Dune Dimension; Lee Angle; ADV; SSIIM; Separation Zone
در این تحقیق ساختار جریان بر روی تلماسه های شنی با اندازه گیری های آزمایشگاهی در یک فلوم 12متری مستقر در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه فنی گراتس اتریش، بر روی 4 نوع تلماسه دو بعدی به طول موج 1متر و عرض فلوم مورد استفاده، زاویه وجه پایین دست 8 و 38 درجه و ارتفاع های 4، 6 و 8 سانتی متر تشکیل شده از ذرات 2/13 و 8/5 میلی متر مورد بررسی قرار گرفتند. اندازه گیری داده های سرعت و آشفتگی جریان توسط دستگاه ADV با فرکانس Hz200 و PIV انجام شده و در نهایت نتایج حاصل از پروفیل های برداشتی با نرم افزار هیدرولیکی SSIIM 1 مقایسه و تحلیل شدند. نتایج 28 سری آزمایش انجام شده در شرایط گوناگون هیدرولیکی شامل دو دبی جریان (30 و 60 لیتر بر ثانیه) و دو عمق متفاوت جریان (7/31 و 5/19 سانتی متر) نشان می دهد که افزایش پارامترهایی نظیر ارتفاع تلماسه، سرعت جریان، قطر ذرات تلماسه و کاهش عمق جریان سبب افزایش طول ناحیه جدایی جریان می شود، هرچند برای زاویه وجه پایین دست 8 درجه پدیده جدایی جریان قابل مشاهده نیست. بررسی ها همچنین نشان می دهند که در برخی شرایط هیدرولیکی در تلماسه نوع 4 (ارتفاع 4 سانتی متر و زاویه 38 درجه)، ADV قادر به اندازه گیری سرعت های منفی در محل اتصال دو تلماسه نیست، هرچند PIV و نتایج حاصل از شبیه سازی عددی نوسط مدل SSIIM 1، ناحیه جدایی جریان را نشان می دهد. از دیگر مطالعات انجام گرفته در این تحقیق بررسی صحت روش میانگین گیری دوگانه است. سرعت های برشی بدست آمده از روش میانگین گیری دوگانه در شرایط هیدرولیکی متفاوت نشان می دهند که پارامتر مذکور در شرایط هیدرولیکی شبیه سازی شده توسط روش عددی و ایجاد شده در فلوم آزمایشگاهی، در قسمت های مختلف تلماسه خطای کمتر از % 10 دارد و مقدار آن در راستای یک طول موج از تلماسه ها با مقدار میانگین حسابی (Arithmetic mean) سرعت های برشی میانگین گیری شده دوگانه در قسمت های تاج، وجه پایین دست و وجه بالادست تلماسه تقریباً برابر بوده و اختلافی کمتر از 4% دارند. با توجه به این نتایج، شیوه جدید محاسبه بر اساس میانگین دوگانه سرعت های برشی و تولید پروفیل سرعت واحد قابل قبول است. نتایج حاصل از بررسی ضریب درگ استخراج شده با استفاده از روش میانگین دوگانه نشان می دهد که کاهش قطر ذرات تلماسه نوع 3 ضریب درگ را تا میزان متوسط 25% کاهش می دهد و این در حالی است که تاثیر معکوس کاهش قطر و افزایش ضریب درگ در نتایج حاصل از تلماسه نوع 4 می تواند مبین ارتباط مستقیم اندازه ناحیه جدایی جریان با ضریب درگ باشد. واژه های کلیدی: ابعاد تلماسه شنی، ساختار جریان، ناحیه جدایی، مدل هیدرولیکی سیم، PIV، میانگین دوگانه، ضریب درگ

ارتقاء امنیت وب با وف بومی