بررسی عددی توزیع سرعت متوسط و تنش برشی حول آب‌شکن‌های واقع در قوس 90 درجة ملایم به‌منظور محافظت از سواحل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر

2 دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر

چکیده

به‌منظور محافظت سواحل و جلوگیری از فرسایش سازه از آب‌شکن استفاده می‌شود. اهمیت این سازه‌ها در قوس خارجی رودخانه‌ها نمود بیشتری پیدا می‌کند، چرا که در این محدودة رودخانه جریان‌های ثانویه درگیرشده و به‌تبع آن ساحل فرسایش پیدا می‌کند. هدف از تحقیق حاضر بررسی عددی توزیع سرعت متوسط و تنش برشی در شرایط حضور آب‌شکن در قوس ملایم 90 درجه است. در این تحقیق دو طول آب‌شکن معادل 15 و 25 درصد عرض کانال آزمایشگاهی، دو فاصله قرارگیری معادل 3 و 7 برابر طول آب‌شکن، در دو عمق 3 و 9 سانتی‌متر از بستر در یک فلوم با نسبت 4 ، عرض 7/0 متر و عمق آب 12/0 متر موردبررسی قرار گرفت. برای کالیبراسیون مدل یادشده از نتایج داده‌های آزمایشگاهی برداشت شده سه‌بعدی سرعت در تحقیق بختیاری و همکاران استفاده شد. نتایج تحقیق حاضر نشان می‌دهد که حضور آب‌شکن‌ها در قوس، موجب تمایل حداکثر سرعت متوسط به سمت قوس داخلی در بخش ورودی قوس به سمت میانه کانال منحرف می‌شود؛ درنهایت در یک‌سوم انتهایی قوس به سمت قوس خارجی منتقل می‌شود. در خصوص توزیع تنش برشی نتایج به‌دست‌آمده مشابه الگوی توزیع سرعت متوسط بوده و بررسی‌ها نشان می‌دهد؛ هندسه و قرارگیری آب‌شکن‌ها تأثیر چندانی در موقعیت حداکثر تنش برشی نداشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Investigation of Average Velocity Distribution and Shear Stress Flow at 90 Degree Mild Bend for Protection of Coastal

نویسندگان [English]

  • yaser ahli 1
  • MORTEZA BAKHTIARI 2
  • masih moor 2
1 kmsu
2 kmsu
چکیده [English]

Spurs dike structure are used to protect coastal and prevent erosion. The importance of these structures in the outer bank of the rivers becomes more significant, as secondary streams are involved in this area and consequently the coast erodes. The purpose of the present study is to do a numerical investigation of velocity distribution and shear stress with spur dike located at 90 degree mild bends. In this study, two lengths of spur dikes equivalent to 15 and 25 percent of width of Experimental canal, two distance equivalent to 3 and 7 times of spur dike at two depth 3 and 9 cm to bed at flume with , bed width B=0.7 m and depth water 0.12m are analyzed and investigated. For calibration of remembered model, experimental velocity data measurements by Bakhtiari et al (2012) are used. The results of the study show that, spur dikes at bend, used the maximum of average velocity inverted to inner bend at inlet section of bend and then diverted to middle of canal and finally transport to 1/3 end of bend to the outer bend . About shear stress distribution, the extracted results are similar to distribution of average velocity and the investigation shows that geometry and position of spur dike don’t affect the maximum shear stress distribution.

کلیدواژه‌ها [English]

  • spur dike
  • velocity distribution
  • shear stress distribution
  • secondary flow
  • 90 degree mild bend

[1] Shams M, Ahmadi G, Smith DH. Computational modeling of flow and sediment transport and deposition in meandering rivers. Advances in water resources. 2002 Jun 1;25(6):689-99.

[2] Wilson CA, Boxall JB, Guymer I, Olsen NR. Validation of a three-dimensional numerical code in the simulation of pseudo-natural meandering flows. Journal of Hydraulic Engineering. 2003 Oct;129(10):758-68.

[3] Duan JG, He L, Fu X, Wang Q. Mean flow and turbulence around experimental spur dike. Advances in Water Resources. 2009 Dec 1;32(12):1717-25.

[4] قدسیان مسعود. بررسی آبشستگی، رسوب‌گذاری و الگوی جریان اطراف آب‌شکن در قوس90 درجه. شرکت سهامی مدیریت منابع آب ایران؛ 1388.

[5]  قدسیان مسعود، واقفی محمد، پناه‏پور نیما. بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان دوبعدی اطراف آب‌شکن در قوس 90 درجه. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی.1387؛15(4):269-282.

[6] واقفی محمد، قدسیان مسعود. مطالعۀ‏ آزمایشگاهی قدرت جریان ثانویه و مقدار ورتیسیتی در قوس90 درجه با آب‌شکن T شکل منفرد. نشریه مهندسی عمران. 1389؛ 21 (2):112-130.

 [7] Naji Abhari M, Ghodsian M, Vaghefi M, Panahpur N. Experimental and numerical simulation of flow in a 90 degrees bend. Flow Measurement and Instrumentation.2010; 21: 292-8.

[8] بختیاری مرتضی. بررسی تأثیر پارامترهای هندسی آب‌شکن و عمق کارگذاری ریپ‌رپ برای محافظت از آب‌شکن در قوس 90 درجه. [رسالۀ دکترا]. اهواز: دانشگاه شهید چمران اهواز؛1391.