مطالعة آزمایشگاهی تعادل نیروها و اندرکنش جریان بین کانال اصلی و سیلاب‌دشت‌ها در کانال مرکب مورّب با سیلاب‌دشت‌های شیب‌دار

مهندسی عمران فردوسی

دوره 34، شماره 2 - شماره پیاپی 34، شهریور 1400، صفحه 87-102  

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jfcei.2021.70767.1041

نویسندگان

مصطفی دولتی مهتاج¹؛ بهرام رضائی ²

¹گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا.

²گروه عمران، دانشکدة مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا.

چکیده

در کانال‌های مرکب غیرمنشوری به‌دلیل تبادل جرم و اندازه حرکت بین کانال اصلی و سیلاب‌دشت‌ها، اندرکنش جریان بین زیربخش‌های کانال نسبت‌به کانال‌های مرکب منشوری بیشتر است. درنتیجه در این کانال‌ها مطالعة تنش برشی ظاهری ایجاد‌شده در فصل مشترک قائم بین کانال اصلی و سیلاب‌دشت‌ها پیچیده‌تر است. در پژوهش حاضر توزیع سرعت و تنش برشی در مقاطع مختلف و در طول ناحیۀ اریب کانال مرکب به‌صورت آزمایشگاهی اندازه‌گیری شده‌است. سپس با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی و معادلات اندازه حرکت، اندرکنش جریان بین زیربخش‌های کانال‌ مرکب مورد بررسی قرار گرفته است. اندازه‌گیری‌ها برای دو زاویة اریب 31/11 و 81/3 درجه و در سه عمق نسبی 2/0، 3/0 و 4/0 انجام شده‌است. بررسی‌ها نشان‌دهندة آن است که اندرکنش جریان بین کانال اصلی و سیلاب‌دشت همگرا عموماً بیشتر از اندرکنش جریان بین کانال اصلی و سیلاب‌دشت واگرا است. هم‌چنین شیب عرضی سیلاب‌دشت‌ها سبب افزایش مقدار نیروی برشی ظاهری در فصل مشترک بین کانال اصلی و سیلاب‌دشت‌ها شده‌است.

کلیدواژه‌ها

اندرکنش جریان؛ تعادل نیروها؛ کانال مرکب مورّب؛ سیلا‌ب‌دشت‌های شیب‌دار؛ نیروی برشی ظاهری

سایر فایل های مرتبط با مقاله

6- rezaie.pdf

مراجع

1. Sellin, R. H. J., "A Laboratory Investigation into the Interaction between the Flow in the Channel of a River and that Over its Flood Plain", La Houille Blanche, 7, pp. 793-802, (1964).
2. Tominaga, A., and Nezu, I., "Turbulent Structure in Compound Open-channel Flows", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 117, No. 1, pp. 21-41, (1991).
3. Chlebek, J., "Modelling of Simple Prismatic Channels with Varying Roughness Using the SKM and a Study of Flows in Smooth Non-Prismatic Channels with Skewed Floodplains", Birmingham University, (2009).
4. James, M., and Brown, B. J., "Geometric Parameters that Influence Floodplain Flow, Waterways Experiment Section", Hydraulics Laboratory, Department of Defense, US Army Corps of Engineering, Report H-77-1, Vicksburg, Mississippi, (1977).
5. Jasem, H. K., "Flow in Two-Stage Channels with the Main Channel Skewed to the Flood Plain Direction", University of Glasgow, (1990).
6. Ervine, D. A., and Jasem, H. R., "Observation on Flows in Skewed Compound Channels", Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Water, Maritime and Energy, ICE, Vol. 112, No. 3, pp. 249-259, (1995).
7. Dolati Mahtaj, M., "Experimental Study of Flow in Skewed Compound Channel with Inclined Floodplains", Bu-Ali Sina University, (2021). (In Persian)
8. Elliott, S. C. A., and Sellin, R. H. J., "SERC Flood Channel Facility: Skewed Flow Experiments", Journal of Hydraulic Research, IAHR, Vol. 28, No. 2, pp. 197-214, (1990).
9. Sellin, R. H. J., "Hydraulic Performance of a Skewed Two-Stage Flood Channel", Journal of Hydraulic Research, IAHR, Vol. 33, No. 1, pp. 43-64, (1995).
10. Seif, M. M., and Rezaei, B., "Numerical Study on the Effects of the Floodplains Angles on Interaction between the Main Channel and Floodplains in Skewed Compound Channels", journal of Ferdowsi Civil Engineering, 32, No. 1, pp. 151-164, (2019). (In Persian)
11. Elliott, S. C. A., "An Investigation into Skew Channel Flow", University of Bristol, (1990).
12. Chlebek, J., Bousmar, D., Knight, D. W., and Sterling, M., "A Comparison of Overbank Flow Conditions in Skewed and Converging/ Diverging Channels", Proceedings of the River Flow 2010, Braunschweig, Germany, Vol. 1, pp. 503-511, (2010).
13. Bousmar, D., Jacqmin, T., Wyseur, S., and Van Emelen, S., "Flow in Skewed Compound Channels with Rough Floodplains", Proceedings of the River Flow 2012, San Jose, Costa Rica, Vol. 1, pp. 217-224, (2012).
14. Rezaei, B., and Knight, D. W., "Overbank Flow in Compound Channels with Non-Prismatic Floodplains", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 137, No. 8, pp. 815-824, (2011).
15. Rezaei, B., "Overbank Flow in Compound Channels with Prismatic and Non-Prismatic Floodplains", Birmingham University, (2006).