مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

تأثیر استقرار شیب معکوس پلکانی در ابتدای حوضچۀ آرامش بر عمق آبشستگی موضعی و هندسه حفره

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
10.22065/jsce.2026.578891.3947
چکیده
آبشستگی پایین‌دست حوضچه‌های آرامش از مهم‌ترین عوامل مؤثر بر پایداری بستر و عملکرد هیدرولیکی سازه‌های انحرافی و سرریزها به‌ شمار می‌رود. هدف این پژوهش، بررسی تأثیر شیب معکوس پلکانی در ابتدای حوضچه آرامش بر کاهش مشخصه‌های آبشستگی پایین‌دست می‌باشد. برای این منظور، چهار حالت شامل حالت بدون پلکان و پلکان با شیب‌های 0، 9، 14 و 27 درجه به‌صورت عددی در نرم‌افزار Flow3D انجام گرفته است. در تحلیل جریان از مدل آشفتگی RNG استفاده گردید. به عنوان مطالعه‌ی موردی از سرریز سد انحرافی چالوس واقع در استان مازندران استفاده شده است. نتایج نشان داد که افزایش شیب پلکانی موجب کاهش تدریجی عمق و طول گودال آبشستگی و نیز انرژی جنبشی جریان می‌شود. در بیشترین شیب بررسی‌شده، حداکثر عمق و طول گودال آبشستگی نسبت به حالت بدون پلکان 12/82 درصد کاهش یافته و باعث کاهش تدریجی آبشستگی می‌شود و کمترین عمق آبشستگی در حالت B با زاویه 27 درجه مشاهده شد که برابر 0/102 متر می‌باشد. یافته‌ها بیانگر آن است که استفاده از شیب معکوس پلکانی می‌تواند به‌ عنوان راهکاری مؤثر برای کنترل آبشستگی و بهبود عملکرد هیدرولیکی حوضچه‌های آرامش مورد استفاده قرار گیرد. شبیه‌سازی عددی پدیده‌های فیزیکی امکان بررسی دقیق‌تر میدان جریان، بردارهای سرعت و کانتورهای فشار و گودال آبشستگی را فراهم می‌کند که در این مقاله به صورت مبسوط به آن نیز پرداخته شده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of implementing a stepped reverse slope at the entrance of a stilling basin on local scour depth and hole geometry

نویسندگان English

Amir Ghamatloo 1
saeed abbasi 2
1 PhD Student, Faculty of Civil Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran
2 Assistant Professor, School of Civil Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran
چکیده English

Downstream scour of stilling basins is one of the most important factors affecting the bed stability and hydraulic performance of diversion structures and spillways. The aim of this study is to investigate the effect of a stepped reverse slope at the beginning of the stilling basin on reducing downstream scour characteristics. For this purpose, four cases including no step and step with slopes of 0, 9, 14 and 27 degrees have been numerically analyzed in Flow3D software. The RNG turbulence model was used in the flow analysis. The spillway of Chalus diversion dam located in Mazandaran province has been used as a case study. The results showed that increasing the stepped slope causes a gradual decrease in the depth and length of the scour pit and also the kinetic energy of the flow. At the highest slope investigated, the maximum depth and length of the scour pit decreased by 12.82% compared to the case without steps, causing a gradual decrease in scour, and the lowest scour depth was observed in case B with an angle of 27 degrees, which is equal to 0.102 m. The findings indicate that the use of a stepped reverse slope can be used as an effective solution to control scour and improve the hydraulic performance of stilling ponds. Numerical simulation of physical phenomena allows for a more detailed study of the flow field, velocity vectors, and pressure contours and scour pit, which is also discussed in detail in this article.

کلیدواژه‌ها English

Local scour
energy dissipation
Stilling basin
numerical model
Flow-3D

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 05 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 01 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری 16 مرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 05 شهریور 1405