Influence of a Modified Weir Profile on Velocity Field and Dissipation Rate in Stepped Spillways: A Comparative Study Using Physical Models and Computational Fluid Dynamics

سال انتشار: 1403
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 163

فایل این مقاله در 11 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-17-9_006

تاریخ نمایه سازی: 19 تیر 1403

چکیده مقاله:

Stepped spillways are specialized hydraulic structures crafted to optimize the effective dissipation of hydraulic energy along stepped chutes. The central objective is to scrutinize and improve the mitigation of flow separation occurring from the ogee crest to the stepped chute, focusing on various profiles within the critical zone (CZ) to understand its flow behavior. The study evaluates the impact of CZ profile alterations on velocity distribution, revealing a reduction in velocity ranging from ۱۰% to ۱۸% for nappe flow and ۷% to ۱۵% for skimming flow, with a dissipation rate ۵% higher than other tested profiles in the CZ. By combining physical experiments and numerical simulations, the research aims to understand the complex dynamics of CZ flow. A comparative analysis is conducted, comparing turbulence models (specifically RNG) against experimental data for velocity and dissipation rate, considering different numbers of steps (N=۱۶, ۲۲, ۵۶, ۶۰). Moreover, the research seeks to unravel the effects of introducing additional steps within the CZ on crucial hydraulic parameters. The results indicate a significant improvement in flow patterns, velocity fields, and energy dissipation for the modified profile, highlighting the practical applicability of the proposed approaches in effectively sizing the CZ.

نویسندگان

H. Souli

Hydraulic, environmental, marine, soil and structural systems, Hassania School of public works Casablanca, Morocco

J. Ahattab

Hydraulic, environmental, marine, soil and structural systems, Hassania School of public works Casablanca, Morocco

S. Bensallam

Hydraulic, environmental, marine, soil and structural systems, Hassania School of public works Casablanca, Morocco

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • AlTalib, A. N., Mohammed, A. Y., & Hayawi, H. A. ...
  • Baylar, A., Emiroglu, M. E., & Bagatur, T. (۲۰۰۶). An ...
  • Bayon, A., Valero, D., García-Bartual, R., & López-Jiménez, P. A. ...
  • Boes, R. M. (۲۰۲۰). Scale effects in modelling two-phase stepped ...
  • Boes, R. M., & Hager, W. H. (۲۰۰۳a). Hydraulic design ...
  • Boes, R. M., & Hager, W. H. (۲۰۰۳b). Two-phase flow ...
  • Boes, R. M., & Hager, W. H. (۲۰۰۳c). Two-phase flow ...
  • Chanson, H. (۲۰۰۱). Hydraulic design of stepped spillways and downstream ...
  • Chanson, H., & Gonzalez, C. A. (۲۰۰۵). Physical modelling and ...
  • Dalili Khanghah, K., & Kavianpour, M. R. (۲۰۲۰). Numerical investigation ...
  • Daneshfaraz, R., Kaya, B., Sadeghfam, S., & Sadeghi, H. (۲۰۱۴). ...
  • Daneshfaraz, R., Sadeghi, H., Ghaderi, A., & Abraham, J. P. ...
  • Daneshfaraz, R., Sadeghi, H., Ghaderi, A., & Abraham, J. P. ...
  • Ghaderi, A., Daneshfaraz, R., Torabi, M., Abraham, J., & Azamathulla, ...
  • Hager, W. H., Schleiss, A. J., Boes, R. M., & ...
  • Kaheh, M., Kashefipour, S. M., & Dehghani, A. (۲۰۱۴). Comparison ...
  • Khatsuria, R. M. (۲۰۰۴). Cavitation in Spillways and Energy Dissipators. ...
  • Mateos Iguacel, C., & Elviro Garcia, V. (۱۹۹۵). Stepped spillways. ...
  • Ohtsu, I., Yasuda, Y., & Takahashi, M. (۲۰۰۴). Flow characteristics ...
  • Pletcher, R. H., Tannehill, J. C., & Anderson, D. (۱۹۹۷). ...
  • Quintela, A. C. (۱۹۸۰). Flow aeration to prevent cavitation erosion. ...
  • Rajaratnam, N. (۱۹۹۰). Skimming flow in stepped spillways. Journal of ...
  • Reclamation, U. S. B. of. (۱۹۸۷). Design of small dams. ...
  • Regan, R. P., Munch, A. V., & Schader, E. K. ...
  • Reinauer, R., & Hager, W. H. (۱۹۹۶). Shockwave in air-water ...
  • Reinauer, R., & Hager, W. H. (۱۹۹۷). Supercritical bend flow. ...
  • Souli, H., Ahattab, J., & Agoumi, A. (۲۰۲۳a). Hydraulic study ...
  • Souli, H., Ahattab, J., & Agoumi, A. (۲۰۲۳b). Investigating supercritical ...
  • Takahashi, M., Yasuda, Y., & Ohtsu, I. (۲۰۰۱). Energy dissipation ...
  • نمایش کامل مراجع