مدل‌سازي عددي جريان آزاد در سرريزهاي كرامپ گابيوني

Numerical simulation of free flow over Gabion crump weirs

سرريزهاي گابيوني به دليل سازگاري با محيط زيست و تأثير مستقيم بر پارامترهاي كيفي رودخانه و از طرفي در دسترس بودن و سادگي اجرا و طراحي، طي سال هاي اخير مورد توجه قرار گرفته اند. در اين تحقيق پارامتر هاي هيدروليكي سرريز گابيوني كرامپ با حالت جريان آزاد شامل ضريب دبي، پروفيل سطح آب و حجم دبي درونگذر از محيط متخلخل به صورت عددي با استفاده از مدل سه بعدي Flow 3D بررسي شده اند. در اين تحقيق در مجموع 18 مدل مختلف شامل 6 هندسه ي مختلف سرريز با سه تخلخل مختلف مصالح (43، 44 و 46 درصد) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان مي دهد كه افزايش قطر ذرات به افزايش همزمان دبي درونگذر، ضريب دبي جريان و در نتيجه افزايش افت منجر مي شود. همچنين اينكه افزايش زواياي خارجي بالادست و پايين دست سرريز باعث كاهش ضريب دبي و نيز دبي درونگذر خواهد شد. به علاوه اينكه مشخص شد كه تاثير تغييرات شيب پايين دست بر ضريب دبي و شيب بالادست بر دبي درونگذر بيشتر است. در انتها با استفاده از رگرسيون غير خطي چند متغيره روابطي تجربي براي محاسبه ضرايب دبي و دبي درون گذر از اين سرريزها ارائه شده است.

Environmentally friendly nature and the direct impact of gabion weirs on the quality parameters of rivers as well as simple design and construction of such structures, has putted them under consideration in the recent years. In this research, Hydraulic parameters of gabion crump weirs including water surface profile, discharge coefficient and through flow discharge are investigated numerically in free flow condition using flow-3d software. A total number of 18 models comprising 6 different geometries studied in 3 different porosities of 43%,44% an 46%. Results indicate that increasing the average diameter of particles (d50) leads to the increase of through flow discharge in addition to discharge coefficient and friction loss. Also increasing the side slopes of weirs, decreases the discharge coefficient and through flow discharge. In addition, it is shown that the downstream slope has a slightly larger effect on discharge coefficient where upstream slope’s effect on through flow discharge is higher. Finally, using multivariate non-linear regression analysis, experimental equations were developed in order to estimate the discharge coefficient and the through flow discharge.