تاثير موانع منشوري شكل بر روي خصوصيات امواج عرضي در جريان كانال هاي باز

Impact of Prismatic-Shaped Obstacle on the Characteristics of Transverse Waves

با عبور آب از بين موانع (وجود درختان در رودخانه، پايه هاي پل و هر سازه هيدروليكي ديگر) در پايين‌دست آن‌ها جريان هاي حلقوي ايجادشده و از تداخل اين جريان هاي حلقوي تشكيل‌شده، امواج سطحي كه راستاي انتشارشان عمود بر جهت جريان آب است، تشكيل مي شود. در اين تحقيق تاثير شكل موانع بر روي تشكيل امواج عرضي موردبررسي قرارگرفته است. براي اين منظور از موانع استوانه اي و مثلثي استفاده شد. براي مانع مثلثي دو حالت برخورد جريان به راس و ضلع مثلث در نظر گرفته شد. دبي هاي 5، 15 و 25 ليتر بر ثانيه و كارگذاري موانع به صورت موازي با آرايش ، ، و (ميلي متر در ميلي متر)، در نظر گرفته شد. درمجموع 36 آزمايش صورت پذيرفت. نتايج حاصل نشان داد كه شكل موانع تاثير زيادي بر روي تشكيل امواج عرضي دارد. بيشترين ميزان دامنه نسبي( ) ( : بيشينه دامنه امواج و : عمق متوسط جريان) براي موانع استوانه اي براي آرايش mm×mm)) در دبي 5 ليتر بر ثانيه و به ميزان 10/61 درصد و كمترين ميزان براي موانع مثلثي در شرايط برخورد جريان به راس مثلث براي آرايش mm×mm)) در دبي 15 ليتر بر ثانيه و به ميزان 46/3 درصد حاصل شد. همچنين روابطي به منظور تخمين عدد استراهال به صورت تابعي از ، و ( : فاصله بين رديف ها و : قطر موانع و : تعداد موانع در يك رديف) در شكل هاي موردنظر با استفاده از نرم‌افزار SPSS ارايه گرديد.

By passing water flow through obstacles (trees in rivers, piers of bridge and any hydraulic structure), vortex flows emerge at the downstream of them and by overlapping of these emerged vortexes, shallow waves with propagation direction perpendicular to the water flow direction are formed. In this study the impact of obstacles on the formation of transverse waves has been studied. For this purpose, cylindrical and triangular obstacles were used. For the triangular obstacle, two states of collision in corner and side of it were considered. Discharges of 5, 15 and 25 L s-1 and placement of barriers in parallel position with the arrangement of 60×60, 60×120, 120×120, 180×180 (mm×mm), were considered. Totally, 36 series of experiments were carried out. The results showed that the barrier had much impact on the formation of transverse waves. The maximum amount of relative amplitude ( ) ( : The maximum wave amplitude, : depth of flow) for the cylindrical obstacles with 60×120 (mm×mm) arrangement in the flow rate of 5 L s-1 and the minimum amount of it for the triangular obstacles with flow hitting its corner and the flow rate of 15 L s-1 at the arrangement of 60×120 (mm×mm) were achieved with the values of 61.1% and 3.46% , respectively. Also, in order to estimate the Strouhal number as a function of , and ( : distance between obstacles, : diameter of obstacles and : number of obstacles in each row) for desired shape, some relationships were developed using SPSS software