تحلیل عددی جریان در تلاقی کانال های روباز با تاثیر شیب جانبی کانال اصلی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

2 گروه آب و خاک دانشگاه صنعتی شاهرود

3 استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

10.22125/iwe.2019.95871

چکیده

تقاطع کانال ها در شبکه های انتقال آب اهمیت ویژه ای دارند. به همین علت مطالعه ویژگی های جریان در این محل ها مورد توجه محققین قرار دارد. شبیه سازی عددی مسایل مهندسی این امکان را می دهد که با کمترین هزینه و پرهیز از مشکلات روش های آزمایشگاهی به پاسخ مورد نظر دست یافت. لذا هدف از این تحقیق ارائه یک مدل تحلیلی برای هیدرولیک جریان در تلاقی کانال های روباز بر اساس معادلات پیوستگی، انرژی و مومنتوم و تعدادی فرضیات ساده کننده و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی به منظور صحت سنجی مدل تحلیلی می باشد. آزمایشات در دو شیب جانبی 90 و 45 درجه ی کانال اصلی انجام گرفت. متغیرهای مورد بررسی شامل نسبت اعماق در محل تلاقی می باشد. نتایج تحقیق نشان داد که افزایش عدد فرود و افزایش نسبت دبی ورودی سبب افزایش تلاطم شده که نتیجه آن کاهش دقت نتایج مدل تحلیلی بود. همچنین افزایش زاویه شیب جانبی کانال اصلی با راستای افق سبب افزایش سطح مقطع کانال اصلی و کاهش سرعت شده که نتیجه آن میزان تلاطم کمتر جریان و دقت بیشتر مدل تحلیلی بود. در مدل تحلیلی بیشترین خطا مربوط به زاویه 90 درجه، نسبت دبی های بالا و عمق جریان در کانال ورودی اصلی بود که در حدود 15% گزارش شد و کمترین میزان خطا مربوط به زاویه 45 درجه، نسبت دبی پایین و عمق جریان در کانال خروجی اصلی بود که در حدود 5% گزارش شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical analyzing of flow in open channel junction with effect of side slope of channel

نویسندگان [English]

  • payam khosravinia 1
  • *, Seyaed Hassan Hosseini 2
  • Ali Hosseinzadeh Dalir 3
1 water sciences and engineering department,faculty of agriculture, university of kurdistan, sanandaj,iran.
3 Professor of Water Engineering, Department of Water Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Open channel junctions are so important in water conveyance networks. As a result, the researchers have been focusing on study of flow characteristics in these parts of water systems. Numerical simulation allows us to achieve the answer for engineering problems without encountering the experimental difficulty and with minimum cost. The aim of this study was, developing a 1D analytical model for simulating open channel junctions base on continuity, energy and momentum equations and some simple assumptions and comparing the experimental results in order to validation of analytical results. In experiments, side slope of main channel was 45 and 90 degrees. The studied variables were the ratio of depth at the junction. Investigation of results showed that increase of Froude number and inlet discharge ratio would lead to increase of turbulence which would decrease precision of analytical model. Also the increase of side slope of main channel caused less turbulence and more precision of the analytical model. In analytical model maximum reported error was about 15% for angle of 90 degrees, with relatively high discharge and depth in main inlet channel and minimum reported error was about 5% for angle of 45 degrees, with relatively low discharge and depth in main outlet channel

کلیدواژه‌ها [English]

  • : three-branch junction
  • slope angle of main channel
  • Water depth
  • one dimensional analytical model
  • inlet discharge ratio