مدلسازی شبه دوبعدی هیدرولیک جریان در لوله های رسوبگذار | ||
| تحقیقات آب و خاک ایران | ||
| دوره 57، شماره 6، شهریور 1405، صفحه 1321-1335 اصل مقاله (1.41 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2026.411107.670103 | ||
| نویسندگان | ||
| عبدالرضا ظهیری* 1؛ سروش شریفی2؛ رضا تیموری3؛ مرضیه کرامتلو4 | ||
| 1دانشیار گروه مهندسی آب دانشکده آب و خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
| 2دانشیار گروه مهندسی آب و محیط زیست دانشکده مهندسی عمران دانشگاه بیرمنگام انگلستان | ||
| 3دکتری مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
| 4کارشناسی ارشد مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
| چکیده | ||
| مجاری دایرهای با سطح آزاد دارای کاربردهای مهمی در طبیعت هستند. مطالعات شبیهسازی دوبعدی هیدرولیک جریان در این مجاری محدود بوده و عموماً از روابط و معادلات یکبعدی برای مدلسازی و طراحی این مجاری استفاده میشود. در این مطالعه، از یک مدل ریاضی شبهدوبعدی (شیونو و نایت) مبتنی بر معادلات ناویر-استوکس برای محاسبه توزیع عرضی سرعت جریان و تنش برشی مرزی در یک لوله رسوبگذار استفاده شده است. برای اجرا و ارزیابی دقت این مدل، از دادههای آزمایشگاهی سترلینگ در یک لوله با بستر رسوبی استفاده شد. برای حل مدل شیونو و نایت باید 3 ضریب کلیدی این مدل که نقشی تعیینکننده در شبیهسازی توزیع عرضی سرعت و تنش برشی مرزی ایفا میکنند، تعیین شوند. در این مطالعه، از رابطه Rameshwaran and Shiono (2007) برای محاسبه ضریب اصطکاک و از یک فرآیند بهینهسازی عددی مبتنی بر دادههای آزمایشگاهی برای واسنجی دو ضریب لزجت گردابهای و ضریب جریانهای ثانویه استفاده شد. بهینهسازی این دو ضریب بر اساس کمینهسازی همزمان خطای محاسبه توزیع سرعت جریان و تنش برشی مرزی در عرض لوله انجام شد. نتایج بیانگر قابلیت متفاوت مدل شیونو و نایت در شبیهسازی توزیع عرضی سرعت و تنش برشی میباشد. این مدل اگرچه توزیع سرعتها را با دقت مناسبی (با میانگین و حداکثر خطای 6 و 1/7 درصد) برآورد میکند اما توزیع تنش برشی مرزی (با میانگین و حداکثر خطای 5/18 و 22 درصد) با مقادیر قابل قبول فاصله دارد. یکی از دلایل این موضوع، پیچیدگی هندسه لولههای رسوبگذار نیمهپر است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| توزیع عرضی تنش برشی؛ توزیع عرضی سرعت؛ جریان با سطح آزاد؛ لولههای رسوبگذار؛ مدل شبهدوبعدی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 84 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 78 |
||