مدل‌سازی عددی امواج ناشی از شکست سد سنگی-ملاتی در زیرحوضه نوشان آذربایجان غربی

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسندگان

1 مربی، عضو هیئت علمی گروه مهندسی کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 کارشناس ارشد مهندسی آبخیزداری، گروه آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ایران

3 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد ارومیه، دانشگاه آزاد اسلامی، ارومیه، ایران

4 کارشناس ارشد مهندسی منابع آب، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

مدل‌سازی پدیده شکست سد بیشتر به‌منظور محاسبه تقریبی دبی پیک خروجی ناشی از شکست انجام تا  تمهیداتی برای مهار آن یا برای پیشگیری از خطرات ناشی از آن در نظر گرفته شود. در این پژوهش از نرم‌افزار Gambit برای تولید فرم و ابعاد هندسه مدل آزمایشگاهی استفاده شد. سپس فایل هندسه تولید شده به مدل هیدرولیکی Fluent منتقل شد. در محیط Fluent  کلیه پارامترهای مؤثر و مورد نیاز تعیین گردید. از روشVOF برای مدل‌سازی استفاده شد. مطالعه موردی در این تحقیق سد سنگی ملاتی آبخیزداری در زیر حوضه نوشان که در اطراف شهرستان ارومیه می‌باشد و مدل‌سازی شکست سد برای آن به‌صورت سه‌بعدی انجام گرفت.  نتایج به‌دست آمده از شرایط آزمایشگاهی با نتایج حاصل از مدلFluent ، که مربوط به مدل‌سازی پدیده شکست سد به‌صورت دو بعدی است، مقایسه شد. مشخصات مختلف موج از جمله پیشروی موج، سرعت موج و تغییرات عمق آب در پایین‌دست سد در حالت‌های بستر خشک و مرطوب مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج نشان می‌دهد که مدل Fluent  دقت بالایی در مدل‌سازی جریان ناشی از شکست سد را دارا می‌باشد. برای ساخت هندسه قسمتی از آبراهه که شامل مخزن و پایاب سد می‌باشد، از نقشه توپوگرافی آبراهه در محیط اتوکد استفاده شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Modeling of Waves Caused by Mortar Checkdam Break in Nooshan Sub-Basin, West Azarbaijan, Iran

نویسندگان [English]

  • Mostafa Salehi 1
  • Alireza Farhadi 2
  • Zabihollah Khani Temeliyeh 3
  • Zaher Ahmadpoor 4
1 Lecturer, Department of Agriculture, Payame Noor University, Tehran, Iran
2 M.Sc., Department of Natural Resources, Faculty of Natural Resources, Urmia University, Iran
3 Young Researchers and Elite Club, Urmia Branch, Islamic Azad University, Urmia, Iran
4 M.Sc., Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Urmia University, Iran
چکیده [English]

Modeling the dam break phenomenon is more important in order to calculate the approximate discharge flow due to break to perform the measures to control it or to prevent the resulting hazards. In this research, Gambit software was used to generate the form and dimensions of the geometry of the laboratory model. Then, the generated geometry file was transferred to the Fluent hydraulic model. In Fluent environment, all effective parameters were determined. The VOF method was used for modeling. The case study in this research was the rocky sedimentary located near the Nowshan basin, which is located around Urmia city, and the dam break modeling was done for it in a three-dimensional characteristic. The results obtained from the laboratory conditions were compared with the results of the Fluent model, which is related to modeling the dam break phenomenon in two-dimensional form. Various wave characteristics were studied, including wave propagation, wave velocity, and water depth variation at the bottom of the dam in dry and wet bed conditions. Comparison of the results shows that the Fluent model has high accuracy in modeling the flow due to dam break. To construct the geometry of a part of the stream that includes the reservoir and the reservoir, a topographic map of the stream was used in AutoCAD environment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dam Break
  • Fluent
  • Modeling
  • Gambit
Abbasi B., Esmaili K. and Abrishami J. (2010). Laboratory modeling of the hydraulic dam break with fast flood entry into the reservoir. Water Soil J., 24(1), 75-83 [In Persian].  

 

Arzanloo A, Hassanzadeh Y. and Kardan N. (2016). Numerical simulation of dam break and flood zoning for use in preparing rapid reaction program Case study: Urmia Sharchay Dam). J. Water Soil Knowledge, 26(4-2), 229-241 [In Persian]. 

 

Dehghani Sanich M. (2008). Numerical simulation with fluent software. Naghous Andisha Publishing, First Edition. [In Persian]. 

 

FLUENT Inc. (2006). FLUENT 6.3. Users and Tutorial Guide Manual, Lebanon, USA. 

 

Fox R. and Donald M. (2015). Fluid mechanics by Philip J. Pritchard and John W. Mitchel 9th edition. Manhattan College, University of Wisconsin-Madison.  

 

Biscarini C., Francesco S. and Manciola P. (2009). CFD modelling approach for dam break flow studies. J. Hydrol. Earth Sys. Sci., 6, 6759-6793. 

 

Hassanzadeh Y., Nourani V., Sepehri V., Delafrouz H., Hassanzadeh M. and Almaspoor F. (2015). Dam break analysis and floodplain zoning using a mathematical model (Case Study: Vianar Dam). J. Water Soil Knowledge, 25(1-4), 1-15. [In Persian]. 

 

Heydari M. (2001). Simulation of flow on Ogee spillway using fluent software, Thesis of MSc for civil water, Faculty of Engineering, Tarbiat Modares University [In Persian]. 

 

Komasi M., Kohzadi A. and Hosseini A. (2015). Hydraulic simulation the phenomenon of Deze dam break by MIKE computer model. J. Hydr. Res., 10(3), 63-69. [In Persian]. 

 

Mambretti S., Larean E. and Wrachien D. (2008). 1D modelling of dam-break surges with floating debris. J. Biosys. Eng., 100, 297-308. 

 

Mina A. (2014). Hydraulic analysis and analysis of unsteady flow due to dam break by the numerical model Case study of Takestan River, M.Sc. Dissertation, Faculty of Engineering, Payame Noor University of Tehran, Iran. [In Persian]. 

 

Mohammadnezhad B. A, Fatemi Kia M.E., Behmanesh J. and Montaseri M. (2014). Numerical simulation of wave propagation due to dam break to vertical twodimensional forms. J. Civil Environ. Eng., 44(3), 49-47 [In Persian]. 

 

Rahimi Asl R. and Soltani M. (2008). Computational fluid dynamics with fluent software, Publishing Tarah, Fifth Edition [In Persian]. 

 

Rostamabadi M. (2007). Numerical simulation of flow pattern around submerged plates in arc of 180 degrees with sluice. Master's Dissertation for Water Development, Faculty of Engineering, Tarbiat Moddares University [In Persian]. 

 

Safarzadeh A. (2017). Three-dimensional numerical simulation of the flow due to Surges of the dam break in arc paths. J. Civil Eng., 17(3), 77-87 [In Persian].