تخمين سرعت متوسط عمقي و تنش برشي در كانال مثلثي باز

Estimation of Depth-Averaged Velocity and Boundary Shear Stress in a Triangular Open Channel

روش ارايه شده توسط شيونو و نايت (SKM) قادر به تخمين توزيع سرعت متوسط عمقي و تنش برشي در كانال‌هاي باز است. SKM نياز به كاليبره شدن دارد. پارامترهايي كه بايد كاليبره گردند عبارت‌اند از فاكتور اصطكاك f، لزجت چرخشي عرضي ? و جريان ثانويه ?. از بين اين پارامترها،? =0.07 به‌عنوان مقدار استاندارد لزجت چرخشي در مسايل كاربردي درنظر گرفته مي‌شود. بنابراين، دقت تخمين توزيع سرعت متوسط عـمقي و تنــش برشي با SKM به نحوه تعيينf و? مرتبط خواهد بود. دراين مقاله، الگوهاي سلول‌هاي جريان ثانويه (?) و توزيع فاكتور اصطكاك (f) در يك كانال مستقيم منشوري مثلثي با زبري يكنواخت ارايه شد. در تعيين بهترين ساختار توزيع فاكتور اصطكاك از روش سعي و خطا استفاده گرديد تا با استفاده از SKM بهترين نتايج حاصل گردد. نتايج به‌دست آمده از مقايسه توزيع سرعت متوسط عمقي و تنش برشي تخمين زده شده توسط SKM و اطلاعات آزمايشگاهي نشان مي‌‌داد كه اگر دو پارامتر f و? براساس الگوهاي صحيحي انتخاب شوند، SKM مي‌تواند توزيع سرعت و تنش برشي را به‌درستي تخمين بزند.

The proposed method by Shiono and Knight (SKM) is able to predict the lateral depth-averaged velocity and shear stress distribution in open channels. The SKM is needed to be calibrated. The calibration parameters are friction factor f, lateral eddy viscosity ?, and secondary flow ?. In practical problems, the assumption of ? =0.07 from among these is considered as a standard value for the eddey viscosity. Thus, the accuracy of the depth-avergad and the shear stress distributions using SKM will be subject to the determination of f and ?. In the present paper, we present the secondary flow cell pattern (?) and friction factor distribution (f) in a straight prismatic triangular channel with a uniform roughness. The trial and error approach is used to define the best pattern of friction factor to produce the most appropriate results. The results of predicted depth-averaged velocity as well as shear stress distributions obtained from SKM as compared to measured values indicate that SKM can accurately predict the velocity and shear stress distributions if the two coefficients of f and ? are chosen based on accurate patterns.