مدل تجربی پیش‌بینی سرعت طولی در پیچانرود تند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

.

چکیده

رودخانه‌های طبیعی به‌ندرت دارای مسیر مستقیم‌اند و معمولاً به شکل پیچانرود هستند. شناخت مشخصات جریان در آبراهه‌های روباز و تأثیر متقابل جریان و بستر آبراهه بر یکدیگر از دیرباز برای محققین جالب توجه بوده است. مشکل عمده در تبیین مشخصات جریان در پیچ رودخانه، وجود جریان‌های ثانویه قوی و اثرات آن‌ بر توزیع سرعت‌های طولی و عرضی است. جریان در پیچ رودخانه‌ها توسط محققین زیادی بررسی شده و روابط متعددی برای تعیین پارامترهای جریان ارائه شده است. با وجود این روابط ارائه شده، به‌ویژه در پیچ‌های تند که جریان ثانویه بسیار قوی بر الگوی سرعت تأثیرگذار است، پاسخ‌های مناسبی را ارائه نمی‌دهند. در این تحقیق در ابتدا، با توجه به خصوصیات سرعت طولی در پیچ تند، مدلی جدید برای پیش‌بینی سرعت ارائه شده است که شامل دو بخش توانی و سینوسی است. سپس به مقایسه برخی از مدل‌های تعیین نیمرخ سرعت طولی در پیچ با مدل جدید پرداخته شده است. نتایج آزمایش‌ها روی کانال آزمایشگاهی قوسی شکل با زاویه مرکزی 193 درجه نشان داد که مدل جدید در مقایسه با مدل‌های پیشین با خطای کمتری قادر به پیش‌بینی سرعت طولی در پیچ است. همچنین، بررسی کاربرد مدل با استفاده از داده‌های 3 پیچ با نسبت‌های شعاع انحنا به عرض مختلف، نشان از قابلیت کاربرد آن در پیچ‌های مختلف دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Empirical model of predicting longitudinal velocity in sharp bend

نویسندگان [English]

  • Javad Mozafari
  • Ebrahim Amiri
  • Mohammad Saadatnia
.
چکیده [English]

Natural rivers are rarely straight and usually tend to take a winding course, called as meandering. Due to mutual interaction between flow and bed in river meanders, understanding the flow characteristics is an interesting issue in river engineering field. The main problem with describing the characteristics of flows in river bends is the existence of strong secondary flows and its impact on the distribution of longitudinal and transverse velocity. The issues of flow in river bends has been investigated by several researchers, and a variety of different equations for identifying the parameters of flow have been proposed. However, the proposed equations do not provide a good solution; this is especially the case in sharp bends in which strong secondary flows influence velocity patterns. In this research, firstly, taking the properties of longitudinal velocities in sharp bends into consideration, a new model for computing the velocity was proposed which includes two power and sinous sections. Then, the new model is compared  with some longitudinal velocity models on bend. The results achieved from the study on 1930 bend showed that the new model not only has the properties of a longitudinal velocity in sharp bends but also enjoys less error than the other models. Also, comparing the new model with 3 series of data from 3 bends with different curvature radius to width, showed that the new model is able to have good predictions in different bends.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sharp Bend
  • longitudinal velocity
  • secondary current
  • maximum velocity