نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

2 دانش آموخته دکتری، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

10.22034/jewe.2021.295538.1596

چکیده

ضرورت کنترل و توزیع آب در شبکه‌های آبیاری و پشت سدها، ملزم به استفاده از روش‌های کاربردی و نوین می‌باشد. جای‌گذاری آستانه در زیر دریچه‌کشویی از جمله راهکارهای کنترل دبی عبوری است. لذا این پژوهش با هدف بررسی عددی ضریب‌دبی دریچه‌کشویی با ارتفاع و عرض‌های مختلف آستانه در شرایط جریان آزاد انجام شد. شبیه‌سازی‌ها با استفاده از نرم‌افزار FLOW-3D و با بهره‌گیری از روش حجم‌محدود صورت گرفت. نتایج نشان داد که میزان بازشدگی دریچه تأثیر به-سزایی در حالت با آستانه و بدون آستانه بر ضریب‌دبی جریان دارد. در هر دو حالت ذکر شده، میزان بازشدگی با مقدار ضریب‌دبی رابطه عکس دارد؛ به ‌این معنی که با کاهش بازشدگی، ضریب‌دبی افزایش می‌یابد. همچنین در حالت با آستانه، کاهش بازشدگی از cm 5 به cm 2، ضریب‌دبی را 9% نسبت به حالت بدون آستانه افزایش می‌دهد. نتایج حاکی از این است که ارتفاع آستانه از جمله پارامترهای تأثیرگذار بر ضریب‌دبی دریچه‌کشویی می‌باشد. حداقل و حداکثر ضریب‌دبی با حضور آستانه نسبت به حالت بدون آستانه به‌ترتیب 5/1‌% و 18% برآورد شد. بررسی تغییرات عرض آستانه نشان داد که کاهش عرض آستانه، با کاهش در مقدار سرعت و فشار جریان درکناره‌های آستانه، ضریب‌دبی را کاهش می‌دهد. تأثیر سه پارامتر بازشدگی دریچه، ارتفاع و عرض آستانه مقایسه گردید و نتایج نشان داد که افزایش عرض آستانه نسبت به دو پارامتر ذکر شده، حداکثر افزایش ضریب‌دبی را به‌همراه دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Numerical investigation on effective parameters on hydraulic flows in a sluice gate with sill on free-flow condition

نویسندگان [English]

  • Rasoul Daneshfaraz 1
  • Reza Norouzi 2
  • Parisa Ebadzadeh 3
  • Hamidreza Abbaszadeh 3

1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Maragheh, Iran

2 Water Engineering Department, University of Tabriz, Tabriz, Iran

3 M.Sc. Student, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Maragheh, Maragheh, Iran

چکیده [English]

The importance of water control and distribution in irrigation and behind dams requires the use of practical and modern methods. The presence of sill under sluice gate is one of the solutions to control the flow rate. Therefore, this study was conducted to numerically investigate the discharge coefficient (Cd) of sluice gate with different heights and widths of sills in free flow conditions. The simulations were performed using FLOW-3D software and finite volume method. The results of numerical study showed that the gate opening has a good effect on the Cd with sill and non-sill condition. In both cases, the gate opening is inversely related to the Cd. This means that the Cd increases as the gate opening decreases. Results showed that reducing the gate opening from 5 cm to 2 cm increases the Cd in the gate with sill by 9% compared to the non-sill gate. The results also indicate that the height of the sill is one of the parameters affecting the Cd. The minimum and maximum discharge coefficients in gate with sill compared to the non-sill condition were estimated at 1.5% and 18%, respectively. Examination of sill width changes showed that decreasing the width reduces the discharge coefficient by reducing the amount of velocity and flow pressure along the sill sides. The effect of three parameters of gate opening, sill height and sill width were compared. The results showed that increasing the sill width compared to the two mentioned parameters has the maximum increase in the Cd

کلیدواژه‌ها [English]

  • Discharge Coefficient
  • Flow Pattern
  • Flow Pressure
  • Flow Velocity
  • FLOW-3D