بررسی آزمایشگاهی تأثیر امواج عمود بر جریان نوع 1،2،3 و 4 بر انتقال رسوبات معلق

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری/گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران

2 استاد /گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران

3 استاد /گروه عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه شهید چمران، اهواز

چکیده

در تحقیق حاضر تأثیر امواج عمود بر جریان نوع 1، 2، 3 و 4 بر انتقال رسوبات معلق در آرایش زیگزاگی موانع، در یک فلوم مستطیلی بررسی شده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که در حالت عدم وجود موج عمود بر جریان، غلظت رسوبات معلق در انتهای بازه موانع بیشتر از انتهای بازه بدون موانع هست اما در حالت وجود موج، عکس این قضیه اتفاق می‌افتد. در شرایط یکسان از دبی، قطر و فاصله‌ی طولی و عرضی موانع، افزایش شماره موج باعث کاهش اختلاف غلظت رسوبات معلق در پایین‌دست بازه موانع نسبت به بازه بدون موانع شده است. همچنین درصد کاهش غلظت رسوبات معلق منتقل‌شده از بازه موانع، نسبت به شرایط عدم وجود موج، کاهش یافته است. به گونه‌ای که غلظت رسوبات معلق منتقل‌شده، تحت اثر امواج نوع 1، 2، 3 و 4 به ترتیب 2/6%، 9/3%، 6/3% و 1/3% کاهش یافته است و در این شرایط، تحت اثر موج نوع 3 و 4، رسوبات معلق در بالادست بازه موانع ته نشین شده‌اند اما 1 و 3 درصد از رسوبات منتقل نشده در بازه موانع، به ترتیب تحت اثر موج نوع 1 و 2 به بازه بدون موانع منتقل ‌شده‌اند. همچنین نتایج نشان داده است که با افزایش دامنه موج، توانایی موج در کاهش غلظت رسوبات معلق پایین‌دست موانع نسبت به بازه بدون موانع افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An experimental study on the effects of transverse waves modes 1, 2, 3 and 4 on suspended sediment transport

نویسندگان [English]

  • N Poustizadeh 1
  • M Ghomeshi 2
  • M Mahmoodian Shooshtari 3
1 Ph.D Student of Hydraulic Structures, Shahid Chamran University (SCU)
2 Professor, Faculty of Water Structures Engineering, Shahid Chamran University (SCU)
3 Professor, Faculty of Civil engineering, Shahid Chamran University
چکیده [English]

In present study the effects of transverse waves modes 1, 2, 3 and 4 in a staggered obstacles arrangement on suspendedsediment load transport in a rectangular flume was investigated. The results show that in no transverse wave condition, the concentration of suspended sediment at downstream obstacles zone is more than the part of no obstacles zone but it was reduced in the case of existing transverse wave. In the same condition of discharge, diameter and perpendicular and transversal distances of obstacles, increasing of transverse wave mode caused to decrease of this difference. Also, the percentage of decreased suspended sediment concentration in obstacles zone rather than no transverse wave condition was decreased. In fact the concentration of the transported suspended sediment in obstacles zone for wave modes 1, 2, 3 and 4 rather than no transverse wave condition was decreased about 6.2%, 3.9%, 3.6% and 3.1%, respectively and in this condition, suspended sediment was deposited at upstream of the obstacles zone for transverse wave modes 3 and 4. However, 1% and 3% of this sediment was transported to no obstacles zone for wave mode 1 and 2. Also, according to findings, the ability of wave for decreasing of suspended sediment concentration at downstream obstacles zone rather than part of no obstacles zone is increased by increasing of the wave amplitude.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Suspended sediment concentration
  • Transverse Wave
  • Vortex

جعفری ا، قمشی م ، بینا م (1389) تأثیر تعداد ردیف موانع بر روی دامنه امواج عرضی ناشی از ورتکس موانع در جریان روباز. نهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، آبان ماه.

عزیزی ر، قمشی م (1389) رابطه فرکانس امواج عمود بر جریان در مجاری روباز با مشخصات جریان و موانع. تحقیقات منابع آب ایران، سال 6، شماره 2: 57-65.

عطایی آشتیانی ب، بهشتی ع (1386) مکانیک امواج آب (ترجمه). جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیرکبیر.

قمشی ع (1388) امواج عمود بر جریان ناشی از ورتکس موانع در مجاری روباز و تأثیر آن بر شکل بستر. مجموعه مقالات هشتمین سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانه، دانشگاه شهید چمران، اهواز، بهمن‌ماه.

Blevins RD (1977) Flow-induced Vibration VNR. London, England.                                                

Crasse D (1939) About oscilation phenomenon on water surface part 1: Flow around obstacle from piles of bridge, 209p.     

Falvey HT (1980) Practical Experiences with Flow Induced Vibrations. E. Naudascher and Rockwell, eds., Springer, New.

Fitz-hugh JS (1973) Flow induced vibration in heat exchangers. In: proc. UKAEA/NPL International Symposium on vibration problems in industry, Keswick, England, paper 427, 1-17.                          

Ghomeshi M, Mortazavi-Dorcheh SA and Falconer R (2007) Wave formation by vortex shedding in open channel. Cardiff University, Cardiff, UK.                                    

Hamakawa H, Fukano T, Nishida E and Ishida H (2006) Effect of Flow Induced Acoustic Resonance on Vortex Shedding from Staggered Tube Bank. International Journal Series B, 49(1).                         

Jafari A, Ghomeshi M, and Kashefipour SM (2010) Comparing of ten modes of oscillation occurring across the open channels. IAHR-APD Congress, 21-24 February, the School of Engineering, The University of Auckland, New Zealand.                       

Multu Sumer B, Fredsoe J and Christiansen N (1992) Scour around vertical pile in waves. Journal of Waterway 118(1): 15-31.  

Schuster JC (1967) Canal capacity studies, Wave formation by bridge piers. Hydraulics Branch Rep, HYD-485, U.S. Bureau of Reclamation.   

Ziada S (2006) Vortices shedding and acoustic resonance in tube bundles. Journal of the Braz. Soc. of Mec& Eng. 28(2).   

Zima L and Ackermann SN (2002) Wave generation in open channels by vortex shedding from channel obstruction. J Hydraulic Engineering, ASCE 128(6): 596-603.                     

Zukauskas A, Ulinskas R and Katinas V (1988) Flow dynamics and flow-induced vibrations of tube banks. Experimental and Applied Heat Transfer Guide Books.