بررسی آزمایشگاهی تأثیر فاصله عرضی موانع مکعبی بر خصوصیات هیدرولیکی امواج عرضی در آرایش زیگزاگ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

امواج عرضی در اثر قرار گرفتن موانعی مانند پوشش گیاهی، پایه‌های پل و اسکله در مسیر جریان به‌وجود می‌آیند. در تحقیق حاضر به بررسی تأثیر فاصله عرضی موانع مکعبی بر خصوصیات امواج عرضی با چهار نوع موج در حالت تشدید پرداخته شد. کارگذاری موانع به صورت آرایش زیگزاگ، در دو فاصله عرضی 12 و 24 سانتیمتر و فاصله طولی ثابت 12 سانتیمتر بود. کلیه آزمایش‌ها در یک فلوم به طول 16 متر، عرض 25/1 متر و ارتفاع 6/0 متر انجام شد. دبی جریان در آزمایش‌ها بین 30 تا 38 لیتر بر ثانیه متغیر بود. نتایج نشان داد که در حالت تشدید، با افزایش فاصله عرضی موانع (کاهش تراکم موانع)، دامنه نسبی موج افزایش یافت و بیشترین میزان دامنه نسبی موج تشکیل‌شده در آزمایش‌ها، برابر با 33% برای T/D=9.6، موج نوع چهار و دبی 30 لیتر بر ثانیه بود. با افزایش دبی، دامنه نسبی موج در هر فاصله عرضی و هر چهار نوع موج، کاهش یافت. همچنین عدد استروهال با افزایش تراکم موانع کاهش یافت. در این مقاله با استفاده از تحلیل ابعادی و نتایج حاصل از آزمایش‌ها، رابطه‌ای به‌منظور تعیین عدد استروهال در حالت تشدید با استفاده از نرم‌افزار آماری پیشرفته ارائه گردید و نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که تأثیر پارامتر عدد رینولدز مانع بر عدد استروهال از سایر پارامترها بیشتر است و با حذف این پارامتر از معادله ارائه شده برای عدد استروهال، %46 کم شد و خطای RMSE و MAE به‌طور متوسط 2 برابر شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of the effect of transversal distance of cubic obstacles on the hydraulic characterization of transverse waves in the staggered arrangement

نویسندگان [English]

  • Kimiya Kamaei
  • Mehdi Ghomeshi
  • Mehdi Daryaee
  • Seyed Mahmoud Kashefipour
Department of Water Structures, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Transverse waves are formed by obstacles such as vegetation, bridge pier and dock in the flow path. This study investigated the effect of transversal distance of cubic obstacles on the hydraulic characterization of transverse waves with four wave modes in resonance. The obstacles were arranged staggered at two transversal distances and a constant longitudinal distance. All experiments were performed in a flume with a length of 16 m, a width of 1.25 m, and a height of 0.6 m. The flow discharge was varied between 30 and 38 lit/s in the experiments. The results showed that in resonance relative amplitude of the wave increases by increasing the transversal distance of obstacles (decreasing the density of obstacles) and the highest relative amplitude of 33% was obtained for T/D=9.6, wave mode IV and Q=30 lit/s. With the increase in discharge, the relative amplitude of the wave in each transversal distance and all four wave modes decreased. The Strouhal number value decreased with increasing the obstacles density. Using dimensional analysis and the experimental results, an equation was presented in this study to calculate the Strouhal number in resonance with the help of advanced statistical software and the results of the sensitivity analysis showed that the effect of the obstacle Reynolds number parameter on the Strouhal number is greater than other parameters, and by eliminating this parameter from the equation presented for the Strouhal number, decreased by 46%, and the RMSE and MAE errors become 2 times greater on average.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "؛ Transverse waves"؛ Cubic obstacles"؛ Transversal distance"؛ Staggered arrangement"؛
  • "؛ Strouhal number"