Numerical Investigation of Hydrodynamic Domain of Flow Around Lateral Intakes Located in Arched Rivers

Seyed Mojarad, Peyman and Feizi, Atabak and Masoumi, Fariborz (2018) Numerical Investigation of Hydrodynamic Domain of Flow Around Lateral Intakes Located in Arched Rivers. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
Payanname tasvie _1_x.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Research Aim: Intakes are commonly used in water distribution and transmission networks, irrigation and drainage channels, water and wastewater networks, and inputs to power plants. Due to its widespread use, studying the structure of flow, shape and size of the separation zone is very important in optimal design of Intakes. Research method:In the first part of the research, using the three-dimensional FLOW-3D numerical model, the general mechanism of flow in the branch, the path of the lines of flow, the speed lines and the prediction of probable areas of scouring and sedimentation in the lateral dewatering from the direct river route, and the effect Two factors of deviation ratio to drainage into the main input channel and the ratio of the diversion channel to the main channel on the flow pattern are investigated. The results of the numerical model have been compared and verified with the experimental results. The flow field has been solved in the ratio of dewatering rates of 0.37, 0.48 and 0.83, and the channel width ratio to the main channel 0.8, 1, and 1.2 has been solved using the RNG turbulence model. Findings: Observations have shown that by increasing the ratio of flow, the length and width of the separation zone of the flow decreases and the amount of sediment deposited in the branching channel increases. It also increases in the steady-state ratio with increasing cross-sectional ratio of the length and width of the vortex region in the intake channel. In the second part of the study, the flow pattern in the arc channel is numerically modeled and the effect of position and angle of dewatering on the flow pattern and vortex region dimensions are investigated. The flow pattern for lateral intake is numerically modeled from a 180 degree arc in three positions of 100, 115, and 130 degrees under dewatering angles of 30, 45 and 60 degrees. The results showed that in the intake of the river arch, in addition to the rotational area of the intake (similar to direct intake), a resting zone is formed inside the main canal and adjacent to the inner wall shortly after the entrance to the pond. Decreasing the angle of dewatering will reduce the dimensions of this area and thus reduce the turbulence of the flow at the bottom of the crater and smooth out the flow lines. The 60 degree intake angle has the largest dimension of the detachable area and the angle of 30 degrees has the least dimensions of the detachable areas. Conclusion:Of the 9 modeled models, the position of 130 degrees with a dewatering angle of 30 degrees was chosen as the most optimal model in terms of maximum inlet flow and the lowest sediment input to the catchment.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: عنوان:بررسی عددی مشخصات هیدرودینامیکی جریان در آبگیر-های جانبی مستقر در مسیر¬های قوسی
Persian Abstract: هدف:آبگیر¬ها عموما در شبکه¬های توزیع و انتقال آب، کانال¬های آبیاری و زهکشی، شبکه¬های آب و فاضلاب، تاسیسات ورودی به نیروگاه¬های تولید برق استفاده می¬شود. بدلیل کاربرد وسیع آن مطالعه ساختار جریان، شکل و اندازه ناحیه جداشدگی در طراحی بهینه آبگیرها از اهمیت زیادی برخوردار است. روش‌شناسی پژوهش: در قسمت اول تحقیق با استفاده از مدل عددی سه بعدی FLOW-3D، مکانیسم کلی جریان در انشعاب، مسیر خطوط جریان، خطوط هم¬سرعت و پیش¬بینی نواحی محتمل آبشستگی و رسوبگذاری در آبگیری جانبی از مسیر مستقیم رودخانه مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر دو عامل نسبت دبی انحرافی به آبگیر به دبی ورودی کانال اصلی و نسبت عرض کانال انحرافی به کانال اصلی بر الگوی جریان بررسی شده است. نتایج حاصل از مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی بدست آمده مقایسه و صحت‌سنجی شده است. میدان جریان در نسبت دبی¬های آبگیری۳۷/۰، ۴۸/۰ و ۸۳/۰و نسبت عرض کانال انحرافی به کانال اصلی ۸/۰، ۱ و ۲/۱ با استفاده از مدل آشفتگی RNG حل شده است. یافته‌ها: مشاهدات نشان داده است که با افزایش نسبت دبی طول و عرض ناحیه گردابی در کانال آبگیر کاهش می یابد. همچنین در نسبت دبی ثابت با افزایش نسبت عرضی طول و عرض ناحیه گردابی در کانال آبگیر افزایش می یابد. در قسمت دوم تحقیق الگوی جریان در کانال قوسی مدلسازی عددی شده و تاثیر موقعیت و زاویه آبگیری بر الگوی جریان و ابعاد ناحیه گردابی بررسی شده است. الگوی جریان برای آبگیری جانبی از قوس 180 درجه در سه موقعیت 100، 115 و 130 درجه تحت زوایای آبگیری 30، 45 و 60 درجه مدلسازی عددی شده است. نتایج حاصله نشان داد، در آبگیری از قوس رودخانه علاوه بر ناحیه چرخشی داخل آبگیر(مشابه آبگیری از مسیر مستقیم) یک ناحیه سکون در داخل کانال اصلی و در مجاورت جداره داخلی در فاصله کوتاهی پس از دهانه ورودی آبگیر تشکیل می¬شود. کاهش زاویه آبگیری باعث کاهش ابعاد این ناحیه و در نتیجه کاهش اغتشاش جریان در پایین¬دست دهانه و هموارتر شدن خطوط جریان خواهد بود. زاویه آبگیری 60 درجه دارای بیشترین ابعاد نواحی جداشدگی و زاویه 30 درجه دارای کمترین ابعاد نواحی جداشدگی می¬باشد. نتیجه‌گیری: از بین 9 حالت مدلسازی شده، موقعیت 130 درجه با زاویه آبگیری 30 درجه بهینه¬ترین مدل از لحاظ بیشترین دبی ورودی و کمترینابعاد ناحیه جدایی جریان در کانال آبگیر انتخاب شد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Feizi, AtabakUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Masoumi, FariborzUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Date Deposited: 26 Jun 2019 05:00
Last Modified: 26 Jun 2019 05:00
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/7078

Actions (login required)

View Item View Item