مدل‌سازی جریان گذرای مختلط در مجاری بسته: مطالعه موردی تونل انتقال آب گلاب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد شرکت مهندسین مشاور لار

2 استادیار دانشکده عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران

3 دانشیار دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

اگر چه از مجاری بسته معمولاً برای انتقال جریان تحت فشار استفاده می‌شود؛ اما تحت شرایط خاصی ممکن است جریان سطح آزاد را نیز از خود عبور دهد. هنگامی‌که هر دو رژیم جریان سطح آزاد و تحت فشار در مجرای بسته به طور همزمان وجود داشته باشد با پدیده «جریانهای مختلط» مواجه خواهیم شد. بسته به محل ایجاد جریان مختلط، نحوه گذار جریان و عوامل دیگر، سیستم‌هایی که جریان مختلط را از خود عبور می‌دهند ممکن است دچار مشکلات متفاوتی شوند. لذا طراحی و کنترل صحیح مؤلفه‌های مختلف چنین سیستم‌هایی، مستلزم تحلیل جریانهای مختلط است. بر اساس نحوه تشکیل و چگونگی تعقیب موقعیت سطح مشترک بین دو رژیم جریان و با توجه به فرضیات ساده کننده رفتار جریان، روشهای متفاوتی جهت تحلیل این پدیده، پیشنهاد شده است. در این تحقیق جریان مختلط در مجرای بسته تونل انتقال آب گلاب با استفاده از «روش شکاف مجازی» و به کمک الگوی عددی متناسب با آن تحلیل شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Transient Mixed Flow Modeling in Closed Conduits: A Case Study of Water Tunnel of Golab

نویسندگان [English]

  • Vahid Mehran 1
  • Mohammad Hadi Afshar 2
  • Seyed Jamshid Mousavi 3
  • Ahmad Malekpour 1
1 Senior Engineer at Lar Consulting Engineers Co
2 Assistant Professor, Civil Engineering Department, Iran University of Science and Technology
3 Associate Professor, Civil Engineering Department, Amir Kabir University of Technology
چکیده [English]

Transient mixed flow occurs under particular conditions in closed conduits, in which both free-surface and pressurized flow come into existence simultaneously. Depending on the origin of the mixed flow, systems experiencing this phenomenon may encounter several problems. Successful simulation of mixed flows is, therefore, necessary to predict and overcome the encountered problems. Different methods are suggested for the simulation of the mixed flows. In this research, transient mixed flow in closed conduits has been analyzed by slot method. The model is further used for the prediction of transient mixed flow in a real-world pipeline system. The results are then used for devising some operational guidelines.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mixed Flow
  • Saint Venant Equation
  • Slot Method
  • Prissmann Pattern
1- Calame, J. (1932). Calcul de I’onde translation dans les canaux d’usines, Editions la Concorde,Lausanne,Switzerland.

2- Meyer-Peter, E., and Favre, H. (1932). “Ueber die eigenschaften von schwallen und die berechnug von unterwasserstollen.” J. Schweizerische Bauzaitung, 100(4-5),Zurich,Switzerland, 43-50, 61-66.

3- Preissmann, A., and Cunge, J. A. (1961). “Calcul des intumescences sur machines electroniques.” Proc., IX Meeting, International Assoc. for Hydraulic Research,Dubrovnik.

4- Cunge, J. A., and Wegner, M. (1964). “Integration numerique des equations d’ecoulement de Barre de Saint Venant par un schema implicite de differences finites.” J. La Houille Blanche, 1, 33-39.

5- Cunge, J. A. (1966). “Comparison of physical and mathematical model test results on translation waves in the Oraison- Manosque power canal.” J. La Houille Blanche, 1, 55-69.

6- Song, C. S., Carle, J. A., and Leung, K. S. (1983). “Transient mixed flow models for storm sewers.” J. Hyde. Div., Amer. Soc. of Civil Engrs., 109, 1487-1504.

7- Mc Corquodale, J. A., and Hamam, M. A. (1983). “Modeling surcharged flow in sewers.” Proc. Int. Symp. on Urban Hydrol., Hydr. and Sediment Control,University ofKentucky,Lexington,Ky., 331-338.

8- Li, J., and Mc Corquodale, J. A. (1999). “Modeling mixed flow in storm sewers.” J. Hydraulic Engineering, ASCE, 125 (11), 1170-1180.

9- Musandji Fuamba, M. (2002). “Contribution on transient flow modeling in storm sewers.” J. Hydraulic Research, 6, 685-693.

10- Chaudhry, M. H. (1987). Applied hydraulic transient, 2nd Ed., Van Nostrand Reinhold Company,New York.