بررسی عددی تأثیر صفحه متخلخل در کنترل جریان غلیظ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد دانشکده مهندسی علوم آب، گروه سازه‌های آبی، دانشگاه شهید چمران، اهواز

چکیده

مساله رسوب‌گذاری در مخزن سد مهمترین عامل محدودکننده عمر مفید آن است. یکی از عوامل بسیار مهم در رسوب‌گذاری  مخازن و نحوه توزیع رسوبات، پدیده جریان غلیظ می باشد که به عنوان یکی از مشکلات عمده سدهای در حال بهره‌برداری است. یکی از روشهای کنترل یا استهلاک جریان غلیظ در مخازن سدها ایجاد موانع در مخازن است. لذا در این تحقیق اثر استفاده از مانع صفحه‌ای مشبک با درصد تخلخل ۳/۰، ۵/۰ و ۶۷/۰ در فواصل مختلف با استفاده از نرم افزارFLOW3D  بررسی شده است. برای شبیه سازی جریان غلیظ از مدل‌های آشفتگی ، RNG و  بهره گرفته شد. نتایج حاصل از مدل‌سازی نشان میدهد مدل آشفتگی  تطابق بیشتری نسبت به سایر مدل های موجود در شبیه سازی توزیع عمودی سرعت جریان غلیظ دارد. همچنین نتایج نشان می دهد که امواج شکل گرفته در بالادست مانع متخلل از نوع B مـی‌باشـد. استفاده از مانع صفحه با تخلخل ۶۷/۰ میتواند موجب کاهش ۵/۶۴ درصدی در دبی عبوری جریان غلیظ شود و با کاهش تخلخل صفحه به ۳/۰ درصد مقدار کاهش دبی عبوری جریان غلـیظ ۳۰ درصـد کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Analysis on the Effects of Porous Plate to Control Turbidity Currents

نویسندگان [English]

  • Mohammadreza Zayeri 1
  • Mehdi Ghomeshi 2
1 Phd. Dept. of Water Structure Eng, Shahid Chamran University of ahvaz
2 Professor, Faculty of Water Science Engineering , Shahid Chamran University
چکیده [English]

 
Abstract
Reservoir sedimentation can result in loss of much needed reservoir storage capacity, and therefore reducing the useful life of dams. The turbidity current is one of the most important factors that affects sediment distribution in reservoirs and represent a major problems of manmade reservoirs. One of the methods to control or depreciation turbidity currents in reservoirs is create solid obstacle in the reservoir. In this study, the effect of the porous plate on turbidity current with different porosity 0.3, 0.5 and 0.67 percent are studied using FLOW3D software. The turbulence models used for simulation are , RNG and . The results showed that  turbulence model is more consistent than other models in the simulation of vertical distribution of the turbidity current. The results show that the waves formed on the upstream of the porous plate are the B type. The use of plate with porosity of 0.67 percent can decrease the flow discharge of turbidity current equal to 64.5% and reduce the porosity to the 0.3 percent case the reduction of discharge of turbidity current to 30%.



[ahoo.com

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Grid plate
  • Turbidity current
  • porosity
  • FLOW3D software

منابع

اصغری‌پری، ا.، ه، یزدان فر، م،  کردنائیچ، م. 1395. بررسی عددی اثر زاویه بالادست مانع و عمق آب مخزن در کنترل جریان غلیظ. نشریه دانش آب و خاک، جلد 26 ،شماره 2. ص 219-207.

بصـیر زاده، ح وح،  صـمدی بروجنـی، ۱۳۸۲. امکـان‌سـنجی هدایت جریان‌های غلیظ مخزن سـد دز بـه سـمت مجـاری سـرریز با استفاده از شافت قائم مستغرق، ششمین کنفرانس بـین المللی مهندسی عمران، اصفهان، دانشگاه صنعتی اصفهان.

دریایی، م.، م، کاشفی‌پور، م و قمشی. 1393. بررسی تأثیر مانع و زبری درکنترل جریان غلیظ رسوبی. نشریه دانش آب و خاک، جلد 24 ،شماره 4. ص 9-1.

زایری،م ، م،  قمشی، ۱۳۹۳. تجزیه و تحلیل نتایج هیدرودینامیک جریان‌های غلیظ اندازه‌گیری شده در مخزن سد دز. نشریه دانش آب و خاک. شماره ۲۴. ص ۱۵۸-۱۴۷.

زایری،م.،م،  قمشی،م ،وکاشفی‌پور. ۱۳۹۲، مدلسازی یک بعدی جریان گل آلود در مخزن سد دز، پنجمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، تهران، انجمن علوم و مهندسی منابع آب ایران، دانشگاه شهید بهشتی.

ظهیـری،ر.، ش، کشتکار، م، شفاعی بجستان،س ایوب زاده،س .. ۱۳۸۷. مدیریت رسوب مخزن سد دز با استفاده از مونیتورینگ جریان گل آلود، دومین کنفرانس ملی نیروگاههـای آبـی کشـور، تهران، شرکت توسعه منابع آب و نیروی ایران.

قربــان مقــدم ،ع.، م، قمشــی،ر نصــراالله پــور،. ۱۳۹۱. بررســی آزمایشگاهی تأثیر موانع استوانهای شکل بر حرکت راس جریـان غلیظ، نهمـین سـمینار بـین المللـی مهندسـی رودخانـه، اهـواز، دانشگاه شهید چمران اهواز.

کاهــه،م.، م، قمشــی،س،  موســوی جهرمــی،س.. ۱۳۹۰. بررســی آزمایشگاهی سرعت پیشروی جریان غلیظ بر روی سـطوح زبـر، علوم و مهندسی آبیاری، مجله علمـی کشـاورزی. شماره ۳۵. ص۱۱۰-۱۰۱.

کشتکار،ش.،س.ع، ایوبزاده،س.ع و، ب فیروزآبادی، ۱۳۸۹. بررسی پروفیل سرعت و غلظت جریان گل‌آلـود بـا اسـتفاده از مـدل فیزیکـی. پژوهش‌های آبخیزداری. شماره ۸۷. ص۴۳-۳۶.

ماروسی،م.،م،  قمشی، و ح بشاورد،. ۱۳۸۸.کنترل رسوبگذاری توسـط مانع در مخازن سدها، هشتمین سـمینار بـین المللـی مهندسـی رودخانه، اهواز، دانشگاه شهید چمران.

محققیان،م. ا. اصغری پری. ۱۳۹۲.بررسی اثر ایجاد زبری در کنترل جریان غلیظ به کمک CFD. دوازدهمین کنفـرانس هیـدرولیک ایران، کرج، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران.

محمدی م، ۱۳۸۶ . هیدرولیک جریان در کانالها و رودخانه‏ها، (ترجمه، چاپ دوم)، انتشارات دانشگاه ارومیه.

محمدنژاد،ب .،ع. محمدیان، ۱۳۸۸.پیشروی پیشانی جریان چگال در محیط آبی، هشتمین کنفرانس هیدرولیک ایران، تهران، دانشگاه تهران.

مرادی،ا.،م. قمشی،ب. سروری نژاد،. ۱۳۹۰.بررسی تأثیر تغییرات پارامترهای شیب، دبی و غلظت بر شدت اختلاط جریان غلیظ در مقاطع همگرا، فصل‌نامه‌ی تخصصی علوم و مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات خوزستان. شماره ۲. ص۸۸-۷۳.

ورجاوند،پ.، ع.حسین زاده دلیر،م قمشی،د.،  فرسـادی زاده،. ۱۳۹۲. بررسی آزمایشگاهی تأثیر زبریهای مصنوعی بـرروی نوسـانات لحظه‌ای سرعت در جریان غلیظ نمکی، نشریه آّب و خاک، علوم و صنایع کشاورزی. شماره ۴. ص۴۹-۳۹.

 

29

Bursik, M.I., Woods, A.W. 2000. The effects of topography on sedimentation from particle-laden turbulent density currents. Journal of Sedimentary Research, 70(1): 53-63.

Cabeza, C., Varela, J., Bove, I., Freire, D., Marti, A. C., Sarasua, L. G., Usera, G., Montagne, R. and Araujo, M., (2009), “Two-layer stratified flows over pronounced obstacles at low-to-intermediate Froude numbers”. Physics of Fluids 21, 044102-10

Nasrollahpour, R., Ghomeshi, M. 2012. Effect of Roughness Geometry on Characteristics of Density Currents Head. Indian Journal of Science and Technology, 5(12): 3783-3787.

Oehy, C., Schleiss, A. 2007. Control of Turbidity Currents in Reservoirs by Solid and Permeable Obstacles. Journal of Hydraulic Engineering, 133(6):637-648.

Rottman, J. W. and Simpson, J. E., (1989), “The formation of internal bores in the atmosphere: A laboratory model”, Q. J. R. Meteorol. SOC., V. 115, pp. 941-963.

Simpson, J. E., (1997), Gravity Currents: In the Environment and the Laboratory, 2nd. Cambridge University Press.