مدل‏ سازی جریان در یک قوس از رودخانۀ طبیعی بر اساس مدل‏ های مختلف آشفتگی (مطالعۀ موردی: رودخانۀ دوآب صمصامی)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد‌

2 دانشجوی دکتری تخصصی علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد‌

3 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکدۀ فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد‌

4 استاد گروه پترولوژی، دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد‌

5 استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد‌

چکیده

مدل‏سازی جریان در رودخانه‏ها با توجه به مسیر پیچان‏رودی آنها بسیار پیچیده بوده و اغلب مستلزم استفاده از یک مدل عددی قوی برای پیش‏بینی آثار آشفتگی است. همچنین، انتخاب نوع مدل آشفتگی می‌تواند در شبیه‏سازی و بررسی خصوصیات جریان مؤثر ‏باشد. انواع مختلفی از مدل‏های آشفتگی در مدل عددی SSIIM قابل استفاده است که در تحقیق حاضر با هدف بررسی کارایی مدل‏های آشفتگی، از سه نوع مختلف مدل آشفتگی k-Ԑ یعنی نوع استاندارد، بر اساس سرعت آب و RNG به منظور شبیه‏سازی خصوصیات جریان در نقاط مختلف از مقطع عرضی 45 درجه از یک قوس تند واقع در رودخانۀ دوآب صمصامی از سرشاخه‏های کارون بزرگ استفاده شد. با مقایسۀ مقادیر اندازه‌گیری‌شدۀ مؤلفه‏های سرعت، نتایج به‌دست‌آمده از مدل‌ها مشخص شد. مدل k-Ԑ استاندارد در تعیین مؤلفۀ قائم سرعت و نوع مدل k-Ԑ بر اساس سرعت آب برای مؤلفۀ طولی سرعت دقت بیشتری دارد که در مجموع قابلیت کلیۀ مدل‏های آشفتگی یادشده مناسب ارزیابی می‌شود. همچنین، درنظرگرفتن دقیق ناهمواری‏های بستر و زبری کنارۀ‏ کانال رودخانه در مدل عددی می‌تواند بر افزایش صحت نتایج مدل تأثیر بسزایی داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]. Yousefi, H, Golshan,M , Pirnia, A. Evaluation of HEC-HMS Hydrological Model in estimating Flood Hydrograph of Dry and Humid regions. Journal of Ecohydrology, 2018; 5(1): 319 – 330. .)Persian(.
 
[2]. Yousefi, H, Ehara,S ,Noorollahi, Y. Modifying the analysis made by water quality index using multi-criteria decision making methods. Journal of African Earth sciences, 2018; 138, 309 – 318.
[3]. Yousefi, H, Tavakkoli-Moghaddam, R, Oliaei, MTB, Mohammadi, M. Solving a bi-objective vehicle routing problem under uncertainty by a revised multichoice goal programming approach. International Journal of Industrial Engineering Computations, 2017; 8(3):283-302
[4]. Xiufang Z. Pingyi W. and Y. Chengyu. Experimental study on flow turbulence distribution around a spur dike with different structure. Journal of Procedia Engineering,2015; 28: 772-775.
[5]. Hao, Z. Hajime, N. kenji, K. and B. Yasyuki. Experiment and simulation of turbulent flow in local scour around a spur dyke. Journal of Sediment Research, 2014; 24: 33-45.
[6]. Lai, Y. G. and Greimann, B.P. Predicting contraction scour with two-dimensional depth averaged model. Journal of Hydraulic Research, 2010; 48(3): 383-387.
[7]. Khosravi, G. The numerical simulation of flow and sediment transport with model CCHE2D (Case Study: meander downstream Minab). Master's thesis, University of Hormozgan, Bandarabbas, Iran. 2012. (Persian).
[8]. Fathi, M., A. Honarbakhsh, M. Rostami and D. Davoodian Dehkordi. simulating the flow pattern with a two-dimensional numerical model in a range of natural meanders, Case Study: Khoshkerood Farsan River, Chaharmahal and Bakhtiari, Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, Water and Soil Sciences. 2012; 62(1): 95-108. (Persian).
[9]. Andersson. B, Andersson.R, Hakansson. L, Mortensen. M, Sudiyo. R and vanWachem. B. Computational fluid dynamics for engineers. Cambridge University Press, 2012.
[10].            Rodi, W. and Leschziner M. A. Calculation of Strongly Curved Open Channel Flow. Journal of the Hydraulic Division,1978; 105(HY10) : 1297-1333.
[11].            Shettar, A.S., and Murthy, K.K.A numerical study of division of flow in open channels, Journal of Hydraulic Research, Delft, The Netherlands,1996; 34)5( :651-675.
 
[12].            Han, S.S. Characteristics of flow around 90 open channel bends. PhD. Thesis. Dept. of Building,Civil and Environmental Engineering, Concordia University, Montreal, Quebec.2010.
[13].            Van Balen, W., Uijttewaal, W.S.J., and Blanckaert, K. Large eddy simulation of a mildly curved open channel flow", J. Fluid Mech.2009; 630(1): 413-442.
[14].            SafarzadehGandshamin, A., and Salehi Neishabouri, A. A. Numerical study of turbulent flow pattern and qualitative study of sediment transport and erosion in lateral drainage from the river. Journal of Modarres Technical and Engineering,2007; 25(1) : 1-18.( Persian).
[15].            Omid Beygi, M. A. Laboratory study and numerical simulation of three dimensional flow pattern in lateral drainage of the river in the presence of submerged panels. Msc Thesis. Dept. of Agriculture, Tarbiat Modarres University.2010.( Persian).
[16].            Mozaffari, J., Samadi, A., Mohseni Movahhed, S. A., Davoud-Maghami, D. Comparison of RSM and LES Turbulence Models on Sharp Bend. Journal of Ferdowsi Civil Engineering, 2015; 27(1): 77-86. (Persian).
[17].            Zhang, M. L., and Shen, Y. M. Three-dimensional simulation of meandering river based on 3-D RNG k-ɛ turbulence model. Journal of Hydrodynamics,2008; 20(4) : 448-455.
[18].            Yu, L. R. Flow and transport simulation of Madeira River using three depth-averaged two-equation turbulence closure models. Water Science and Engineering, 2012. 5(1): 11-25
[19].            Wu, W. CCHE2D Sediment Transport Model (Version 2.1). Tech Report No. NCCHETR- 2001-3, NCCHE, University of Mississippi, 2009. USA, P: 12.
[20].            Cea, L., Pena, L., J. Puertas, J., M. E. Vazquez-Cendon, M. E., and Pena, E. Application of several depth-averaged turbulence models to simulate flow in vertical slot fishways. Journal of Hydraulic Engineering, 2007;133(2):160–172.
[21].            Launder, B. E., and Spalding, D. B. The numerical computation of turbulent flows. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 1974; 3(2): 269-289.
دوره 5، شماره 3
مهر 1397
صفحه 907-916
  • تاریخ دریافت: 30 دی 1396
  • تاریخ بازنگری: 31 فروردین 1397
  • تاریخ پذیرش: 04 اردیبهشت 1397
  • تاریخ اولین انتشار: 01 مهر 1397
  • تاریخ انتشار: 01 مهر 1397