بررسي اثر تغييرات مشخصات جريان بر الگوي‌ جريان در پيچانرود

Experimental investigation of flow patterns in a sharp bend

پيچانرودها نوع مهمي از رودخانه‌ها را تشكيل مي‌دهند و بررسي الگوي جريان آن‌ها بخش قابل توجهي از مهندسي رودخانه را تشكيل مي‌هد. تاكنون مدل‌هاي زيادي در زمينه‌ الگوهاي جريان ارايه شده ولي همه آن‌ها عدم قطعيت‌هاي فراواني دارند كه دليل آن‌را مي‌‌توان در عدم شناخت كافي از الگوهاي جريان در پيچ، جستجو كرد. در اين تحقيق به بررسي الگوهاي جريان و سير تغييرات آن‌ها در خم پرداخته شده است. كانال مورد آزمايش داراي شعاع انحنا خط مركزي 7/1 متر و عرض 3/1 متر است. آزمايش‌ها در دبي‌هاي 63، 89 و 104 ليتر بر ثانيه روي توپوگرافي توسعه يافته اجرا شد. نتايج نشان داد كه تغييرات توپوگرافي و الگوي جريان تقابلي كاملاً هماهنگ دارند، به‌طوري‌كه با داشتن توپوگرافي بستر تا حدود زيادي مي‌توان به وضعيت الگوي جريان پي برد. تغييرات دبي عرضي واحد و سرعت عرضي با توپوگرافي بستر هماهنگ و داراي سير نزولي و نوساني به سمت پايين‌دست مي‌باشند، اما الگوي سرعت طولي از اين تغييرات پيروي نمي‌كند. همچنين شباهت الگوهاي جريان در دبي‌هاي مورد بررسي، نشان‌دهنده تاثير بالاي شعاع انحنا در مقابل ديگر پارامترهاي جريان است.

River meanders are major features in rivers and investigation of their flow patterns are important part of river engineering. There are a variety of different models for identifying of flow patterns, but insight in the relevant meander processes is still incomplete and the available models to predict flow have high uncertainties. In this paper, Flow patterns and their changes across channel were investigated. The channel under experiment has curve radius of 1.7m in the centerline and 1.3m width. The experiments in this channel were undertaken with discharges of 63, 89, and 104 l/s on a developed topography. Result showed that, there is a specific interaction between the flow and the bed topography so that having a bed topography, flow patterns can be found. The bed topography leaves a strong footprint on transverse unit discharge and transverse velocity and they include a damped oscillation towards downstream, but longitudinal velocity pattern don’t follow them. Also, flow patterns are like together in these 3 discharges and it shows curve radius effects much more than other parameters on flow patterns.