عنوان
بررسي برهمكنش شكل بستر سه‌بعدي شني با توالي محدب-مقعر بر مشخصات جريان در مجاري با پوشش گياهي در ديوارهها
نويسنده اصلي
نيما عطاءاللهي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
اشكال بستر و پوشش گياهي ديواره تأثير بسزايي بر ساختار جريان در مجاري طبيعي و رودخانه‌ها دارند. هدف
از تحقيق حاضر بررسي برهمكنش شكل بستر شني سه‌بعدي با توالي محدب – مقعر و پوشش گياهي ديواره
بر مشخصات جريان است. در اين پژوهش آزمايش‌ها در يك كانال مستقيم به طول 13متر، عرض 45
سانتي‌متر و عمق 60سانتي‌متر با سطح مقطع مستطيلي انجام گرفت. آزمايش‌ها به طور كلي در چهار دسته
انجام شدند. زواياي ورودي و خروجي در نظر گرفته شده در امتداد خط‌القعر شكل بستر 7/3 درجه بوده و
تغييرات تراز ارتفاعي بستر در مقطع عرضي نامتقارن است. با توجه به دشواري شبيه‌سازي شرايط عيني
طبيعت در آزمايشگاه، تنها از دو دانه‌بندي يكنواخت ذرات شن با قطرهاي 11/7 و 7/81 ميليمتر در بستر
استفاده گرديد و ني طبيعي با قطر ميانه 12/8 ميليمتر به عنوان پوشش گياهي در ديواره مورد استفاده قرار
گرفت. همچنين دبي 35و 45 ليتر بر ثانيه (به ترتيب اعداد فرود 0/32و 0/4) براي انجام آزمايش‌ها در نظر
گرفته شد و داده‌هاي سرعت با استفاده از دستگاه ميكرومولينه برداشت شدند. پس از جمع‌آوري داده‌هاي
مورد نياز، نتايج بر اساس منحني‌هاي هم‌سرعت طولي و عرضي، پروفيل‌هاي سرعت و منحني‌هاي هم‌تنش
مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه در حضور شكل بستر سه‌بعدي و پوشش گياهي ديواره داده‌هاي
سرعت در ناحيه داخلي به خوبي از قانون لگاريتمي تبعيت مي‌كنند. بيشترين گراديان سرعت مربوط به ميانه
ناحيه مقعر بستر است. در حضور پوشش گياهي، پديده فروافتادگي سرعت حداكثر (پديده ديپ) كاملاً مشهود
بوده و ناحيه سرعت حداكثر به سوي قسمت كم‌عمق بستر در عرض كانال هدايت شده است. در ناحيه
تندشونده ناشي از كاهش تراز بستر، سرعت بيشينه در نزديكي بستر رخ داده در حاليكه در ناحيه كندشونده
ناشي از افزايش تراز بستر، سرعت بيشينه نزديك به سطح آب رخ داده است. با افزايش دبي ناحيه سرعت
حداكثر بسط يافته و به سوي قسمت خط‌القعر بستر متمايل شد. با حذف پوشش گياهي ناحيه سرعت حداكثر
به سطح جريان متمايل گرديد و تضعيف پديده ديپ ديده شد. با كاهش اندازه ذرات بستر، دامنه تغييرات
تنش كاهش يافت و با حذف پوشش گياهي ناحيه تنش حداكثر به سوي خط‌القعر شكل بستر هدايت شد.
تنش حداكثر در تمامي آزمايش‌ها در ناحيه جريان كندشونده (شيب ورودي شكل بستر) رخ داد و در حالتي
كه پوشش بر ديواره استقرار يافته، تنشهاي حداقل در مجاورت پوشش گياهي مشاهده شدند.
شماره ركورد
195608
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
مهندسي آب و سازه‌هاي هيدروليكي
استاد راهنما
دكتر حسين افضلي‌مهر