فهرست مطالب

  • سال سیزدهم شماره 4 (زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/12/07
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مقاله کامل
  • احسان بهنام طلب *، مسعود قدسیان، امیررضا زراتی، سیدعلی اکبر صالحی نیشابوری صفحات 1-15
    یکی از مستهلک کننده های انرژی رایج ، حوضچه آرامش USBR VI است. این حوضچه، سازه ای جعبه ای شکل به همراه یک دیوار میانی و یک آستانه انتهایی است. در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی عددی به کمک نرم افزار Flow3D هندسه حوضچه به نحوی اصلاح شده است که جریان خروجی دارای توزیع یکنواخت تر سرعت نسبت به حالت استاندارد گردد. صحت سنجی مدل عددی با مقایسه فشار برداشت شده روی دیوار میانی و عمق جریان روی آستانه انتهایی در مدل فیزیکی و نیز مقایسه پروفیل سرعت در لوله ورودی انجام شده است. به منظور اصلاح الگوی جریان خروجی از حوضچه، 4 پارامتر سرعت متوسط طولی در محل آستانه انتهایی، سرعت در نزدیکی سطح آستانه، ضریب کوریولیس روی آستانه و توزیع دبی روی آستانه انتهایی انتخاب گردید. بر اساس این پارامترها بالغ بر یکصد طرح مختلف از تغییرات هندسی حوضچه بدست آمده و شبیه سازی شدند. در انتها با مقایسه نتایج برای طرح های مختلف مشخص گردید حوضچه ای که پس از دیوار میانی عرض حوضچه بتدریج افزایش یابد بهترین نتایج را خواهد داشت.
    کلیدواژگان: حوضچه آرامش USBR VI، اصلاح حوضچه، مدل سازی عددی، منحنی بیچلی، Flow3D
  • سید عبدالصمد جوان مرد * صفحات 17-32

    گالرکین بدون المان (RPIM) و درون یاب نقطه ای شعاعی (EFG) از روش های بدون المان در زمینه مکانیک محاسباتی می باشند. در این مقاله یک روش محاسباتی با در نظر گرفتن یک ناحیه ثابت و یک ناحیه متغیر بر اساس روش ترکیبی گالرکین بدون المان- درون یاب نقطه ای شعاعی جهت بررسی مسائل سطح آزاد دو بعدی دارای دو سطح آزاد زیر دریچه شعاعی جهت محاسبه پروفیل سطوح آزاد، توزیع سرعت، فشار درون کانال و دبی آب خروجی از مجرای خروجی ارائه شده است. در روش ترکیبی گالرکین بدون المان- درون یاب نقطه ای شعاعی، توابع شکل بدست آمده از روش درون یاب نقطه ای شعاعی به عنوان توابع وزن در روش گالرکین بدون المان مورد استفاده قرار می گیرند که باعث ایجاد خاصیت دلتای کرانیکر در توابع شکل می گردد. در این روش بر خلاف روش گالرکین بدون المان، اعمال شرایط مرزی اساسی به راحتی صورت گرفته و توابع شکل دارای خاصیت دلتای کرانیکر می باشد. در این مطالعه، سیال عبوری، تراکم ناپذیر و غیر لزج فرض شده و نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج عملی بدست آمده از آزمون مدل هیدرولیکی مقایسه شده است که نتایج بدست
    آمده دارای هم خوانی جهت پروفیل سطح آزاد و توزیع فشار می باشد.
    کلیدواژگان: روش های بدون المان، دو سطح آزاد، روش ترکیبی گالرکین بدون المان- درون یاب نقطه ای شعاعی، دریچه شعاعی
  • نیما اکبری *، کاظم اسماعیلی، سعیدرضا خداشناس صفحات 33-42
    در این تحقیق اثر نفوذپذیری بستر کانال بر مشخصات پرش هیدرولیکی از دیدگاه تحلیلی و آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا با تحلیل معادله اندازه حرکت رابطه ای جهت محاسبه مستقیم نسبت اعماق مزدوج برای بسترهای نفوذپذیر به دست آمد. سپس در آزمایشگاه با استفاده از کانالی به طول 6 متر و عرض 80 سانتی متر آزمایش هایی بر روی بسترهای نفوذپذیر متخلخل با دانه بندی های مختلف و طول و عرض های متفاوت انجام شد. بازه اعداد فرود مورد آزمایش جهت ایجاد پرش پایدار از 5.3 تا 7.4 بود. مشاهده شد که در شرایط نفوذپذیر بودن بستر پرش رابطه تحلیلی نسبت اعماق مزدوج را با دقت بهتری نسبت به رابطه بلانگر تخمین می زند و همچنین وابستگی تغییرات نسبت اعماق مزدوج به تغییرات عدد فرود جریان بیش از وابستگی آن به میزان نفوذپذیری بستر می باشد. نتایج آزمایش ها نشان داد که نفوذپذیری بستر در مجموع سبب کاهش نسبت اعماق مزدوج و طول پرش هیدرولیکی به میزان قابل ملاحظه ای نسبت به بستر صاف نفوذناپذیر شده و افت انرژی ناشی از پرش را نیز افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: پرش هیدرولیکی، معادله اندازه حرکت، بستر نفوذپذیر
  • حمیدرضا کرمی، مسعود رحیمی*، سعید اویسی صفحات 43-55
    استفاده از غلظت های کم عوامل کاهنده ی درگ نقش مهمی در کاهش تلفات انرژی در خطوط لوله جریان درهم دارد. این مواد با اثرگذاری بر ساختار جریان درهم و بهسازی پروفایل های سرعت موجب کاهش اصطکاک فشاری جریان درهم می شوند. در این مقاله اثر افزودن غلظت های مختلف دو کوپلیمر تجاری از پلی آکریل آمید با جرمهای مولکولی مختلف بر کاهش افت فشار جریان درهم آب در خط لوله بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که استفاده از این کوپلیمرها به شکل قابل توجهی باعث کاهش افت فشار جریان درهم در طول دو ساعت انجام آزمایش می شود. افزودن ppm30 از پلیمر سنگین تر به جریان درهم 54% کاهش افت فشار بدون تخریب زنجیره ی پلیمر را به همراه دارد. همچنین در این پژوهش تاثیر این عوامل بر پروفایل های سرعت جریان درهم با سرعت سنج داپلری لیزری بررسی شده است. بر اساس نتایج این پژوهش، در اثر افزودن عامل کاهنده ی دراگ پروفایل سرعت از حالت تخت به حالت سهمی گون تمایل پیدا می کند، همچنین منحنی های تنش رینولدز به شکل قابل توجهی کاهش پیدا می کند. در همه ی موارد اثر پلیمر با جرم مولکولی بالاتر بر روی پروفایل سرعت جریان درهم مطلوب تر از پلیمر دیگر ارزیابی می شود.
    کلیدواژگان: افت فشار، جریان درهم، پلیمر، سرعت سنجی داپلری لیزری، پروفایل سرعت
  • زینب تامرادی، جواد احدیان *، محسن نجارچی، هوشنک حسونی زاده، محمد مهدی نجفی زاده صفحات 57-68
    در این تحقیق اثر جت هیدرولیکی هم فاز بر کاهش آبشستگی در قوس رودخانه ها بررسی شد. در روش مورد نظر یک لوله روزنه دار در امتداد قوس و نزدیک به دیواره بیرونی روی بستر قرار گرفته و از دو انتهای لوله فشار آب، به جریان درون قوس تزریق می شود. هدف اصلی از این پژوهش ایجاد یک صفحه آبی در مقابله با جریان ثانویه ایجاد شده در قوس و ممانعت از رسیدن آن به ساحل خارجی می باشد. نتایج نشان داد، محل وقوع ماکزیمم عمق آبشستگی آزمایش های شاهد از نزدیکی دیواره خارجی قوس به میانه های مقطع عرضی در آزمایش های اصلی انتقال یافت. از طرفی میزان ماکزیمم عمق آبشستگی با افزایش فاصله روزنه های روی لوله کاهش یافت. همچنین میزان ماکزیمم عمق آبشستگی، با کاهش فاصله لوله از دیواره خارجی قوس کاهش یافت. از سوی دیگر نتایج نشان داد که میزان ماکزیمم اعماق آبشستگی برای مقاطع 90، 130 و 175 درجه قوس به ترتیب به میزان 60، 64 و 87 درصد کاهش یافت.
    کلیدواژگان: جت هیدرولیکی هم فاز، قوس رودخانه ها، عمق آبشستگی
  • سیده مریم موسوی فرد *، حمید شاملو صفحات 69-80
    روش های روندیابی نشت از راه دور در لوله های پرفشار، بر پایه تحلیل نوسانات فشاری ایجاد شده طی جریان گذرا میباشند. از این رو مطالعه و درک جریانهای گذرا میتواند منجر به بهبود کاربردهای عملی جریان گذرا به عنوان یک منبع اطلاعاتی و به طور همزمان کاهش اثرات مخرب این دسته از جریانها بر خط لوله و نیز تجهیزات متصل به آن شود. بدین منظور در مقاله حاضر تلاش شده است با مدل سازی جریان گذرا با وجود نشت به صورت دوبعدی، رفتار جریان و نیز پارامترهای آشفتگی در سیکلهای مختلف جریان گذرا تحلیل شوند. مدل عددی پیشنهادی برپایه طرح تفاضل محدود بوده و در آن برای از بین بردن پراکندگی عددی از روش انتقال شار تصحیح شده استفاده شده است. به منظور مطالعه رفتار آشفتگی در جریان و استهلاک انرژی ناشی از آن، مدل آشفتگی k-ω به مدل دوبعدی جریان گذرا کوپل شده و اثر نشت نیز به مدل دوبعدی جریان گذرا در دو قسمت ماندگار و ناماندگار مدل اضافه شده است. با حضور نشت در جریان گذرا، تغییر قابل توجهی در رفتار پروفیل سرعت و پارامترهای آشفتگی در سیکلهای رفت و برگشتی جریان مشاهده میشود. در سیکلهای اولیه جریان گذرا مقادیر پارامترهای مختلف در بالادست نشت به مرور کاهش و در پایین دست آن افزایش اندکی خواهد داشت تا زمانی که این دو جریان با هم به تعادل برسند از آن پس آشفتگی از کناره های جداره شروع به گسترش در لایه های میانی کرده و با سپری شدن زمان، بزرگی آن کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: آشفتگی، ویسکوالاستیسیته، جریان گذرا، نشت
  • زهرا طاهری، کاظم اسماعیلی *، حسین صمدی بروجنی، سعید رضا خداشناس صفحات 81-92
    تحکیم رسوبات چسبنده نقش موثری در مقادیر تنش برشی بحرانی فرسایش رسوبات ته نشین شده در مخازن و کانال های انتقال آب دارد. آگاهی یافتن از رفتار رسوبات ریزدانه می تواند تاثیر بسزایی در بهره برداری و نگهداری سازه های آبی داشته باشد. از این رو در این تحقیق به بررسی تاثیر پساب شهری، که در شرایط خشکسالی به عنوان منابع آب تجدید پذیر مورد استفاده قرار می گیرد، بر ته نشینی و تحکیم رسوبات چسبنده در سامانه های انتقال پرداخته شده است. به همین منظور مراحل تحکیم رسوبات در چهار بازه زمانی 1، 3، 14 و 28 روز و با استفاده از ستون های ته نشینی و برای سه غلظت 0، 30 و 60 درصد پساب و سه غلظت اولیه رسوب 200، 300 و 400 گرم بر لیتر انجام شد. نتایج نشان داد با افزایش غلظت اولیه، عمق ته نشینی رسوبات (H/H0) نیز افزایش می یابد و غلظت اولیه رسوبات تا 300 گرم بر لیتر بر فرآیند تحکیم تاثیر گذار است؛ به طوری که تفاوت چندانی بین غلظت اولیه 300 تا 400 گرم بر لیتر مشاهده نمی شود. همچنین مشخص شد مراحل تحکیم در آب خالص و سیال حاوی 60 درصد پساب بسیار نزدیک به هم است اما در سیال حاوی 30 درصد پساب رفتار متفاوتی نشان می دهد. با بررسی درصد سدیم قابل تبادل (ESP) برای درصدهای مختلف پساب و در پایان تحکیم 28 روز مشخص شد که روند تغییرات H/H0 برای درصدهای مختلف پساب با تغییرات شاخص پخشیدگی ESP یکسان است. علت پدیده پراکنش در سیال حاوی 30 درصد پساب را می توان با خصوصیات شیمیایی سیال و جانشینی کلسیم به جای یون سدیم در ذرات رسی توجیه نمود.
    کلیدواژگان: تحکیم، شاخص ESP، رسوبات چسبنده، پساب
  • مهدیس زارعی، امیر صمدی *، سید حسین مهاجری صفحات 93-110
    اهمیت و نقش زبری بستر در مدل های شبیه سازی رودخانه بر هیچ یک از متخصصان این حوزه پوشیده نیست. براین اساس، محققان برای تعیین اندازه زبری ذرات بستر، از روش های ساده ای چون اندازه گیری مستقیم با خط کش یا کولیس یا دانه بندی با الک تا سالیان متمادی استفاده می کردند. در سالیان اخیر با پیشرفت تکنولوژی و ترویج دوربینهای عکاسی دیجیتال، الگوریتم ها و نرم افزارهای مختلفی برای تجزیه و تحلیل خودکار اطلاعات بستر با استفاده از تصاویر دیجیتالی اخذ شده از بستر آبراهه ها ارائه شده اند، لکن تاکنون در خصوص مقایسه نتایج روش های مختلف و صحت سنجی آنها به صورت تطبیقی مطالعه ای صورت نگرفته و صرفا محققان مختلف بر روی شکل ظاهری منحنی دانهبندی و نیز قطرهای شاخص ذرات ارزیابی و اظهارنظر کرده اند. در این مطالعه، به منظور بررسی قابلیت روش فتوگرامتری در تعیین منحنی دانه بندی و زبری بستر، تصویربرداری از بازه ای یک کیلومتری از بستر رودخانه کردان استان البرز صورت گرفت و منحنی دانه بندی به کمک روش پردازش تصویر با 3 الگوریتم پردازش تصویر مختلف استخراج گردید. در ادامه منحنی دانه بندی حاصله، با منحنی دانه بندی حاصل از آزمایش الک مصالح جمع آوری شده از محل بازدید و منحنی دانه بندی حاصله از ذرات جمع آوری شده از بستر در داخل آزمایشگاه مقایسه گردیده شد. بر اساس نتایج حاصله می توان گفت که ارائه منحنی دانه بندی قابل قبول، به معنی دقت خوب روش های تصویری نیست و این روش ها بعضا در شمارش ذرات دارای خطای فاحشی هستند که با کوچک شدن میدان تصویر یا افزایش تعداد ذرات ریزدانه داخل تصویر یا وجود ذرات دارای کشیدگی طولی، این خطا محسوس و غیرقابل اغماض خواهد بود. همچنین آنالیز حساسیت روی ضریب زبری، نشان داد که خطا در برآورد منحنی دانه بندی می تواند موجب خطای غیرقابل اغماض روی ضریب زبری گردد. لذا استفاده از این روش ها در تخمین زبری هیدرولیکی بایستی با دقت کافی صورت گیرد.
    کلیدواژگان: زبری بستر، رودخانه شنی، منحنی دانه بندی، آنالیز خطا، نرم افزارهای پردازش تصویر
  • یادداشت تحقیقاتی
  • زهرا مددی اسفاد، محمد مهدی احمدی *، مجید رحیم پور صفحات 111-120
    یکی از مشکلات جدی در بهره برداری از سد های مخزنی، ته نشینی مواد رسوبی در مخزن آن هاست که مشکلات بهره برداری زیادی را درپی دارد. رسوبات ته نشین شده جایگزین ظرفیت موثر مخزن می گردند. در مدیریت صحیح مخازن استفاده از روش های کنترل و تخلیه رسوب از مخازن دارای اهمیت ویژه ی است. این پژوهش آزمایشگاهی با هدف بررسی تاثیر استفاده از جت مستغرق در جلوی مجرای تخلیه کننده ی تحتانی بر افزایش راندمان تخلیه رسوب حین عملیات رسوب شویی تحت فشار، انجام گرفته است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که برای دست یابی به حداکثر راندمان در تخلیه رسوب در رسوب شویی تحت فشار با حضور جت، در یک سرعت معین جت در جریان های خروجی نسبی (Qoutlet/Qj ) برابر با 83-46 بهترین موقعیت قرار گیری جت نسبت به تخلیه کننده ی تحتانی فاصله دوبرابر قطر مجرای تخلیه کننده تحتانی می باشد و در جریان های خروجی نسبی (Qoutlet/Qj ) برابر با 157-120 بهترین موقعیت برای قرار گیری جت فاصله 5/2 برابر قطر موثر دهانه مجرای دریچه تخلیه می باشد.
    کلیدواژگان: مدیریت منابع آب، رسوب، جت مستغرق، راندمان رسوب شویی
  • امیر قادری *، مهدی دسینه، سعید عباسی صفحات 121-131
    شیب شکن های قائم، سازه هایی هستند که در کانال های آبیاری، زهکشی، جمع آوری آب های سطحی استفاده می شوند. در تحقیق حاضر به بررسی عددی اثرات تنگ شدگی های قائم ورودی بر روی مشخصات هیدرولیکی شیب شکن با استفاده از نرم افزار FLOW-3D پرداخته شده است. در گام اول برای انتخاب بهترین مدل آشفتگی از دو نوع مدل آشفتگی جریان k-e و RNG k-e استفاده گردید. در گام بعدی از چهار آرایش تنگ شدگی 2 و 0.875 ،0.5 ،0.312 =S/H (نسبت فاصله ی تنگ شدگی ها به ارتفاع شیب شکن) در مقایسه با حالت بدون تنگ شدگی در شرایط جریان زیربحرانی استفاده گردید. نتایج نشان داد که مدل آشفتگی RNG k-e با درصد خطای نسبی و RMSE کمتری نسبت به مدل k-e ، کارایی بیشتری برای شبیه سازی پارامترهای هیدرولیکی روی شیب شکن ها داشت. بر اساس نتایج بدست آمده مشاهده شد که تنگ شدگی قائم در بهینه ترین حالت در مقایسه با حالت بدون تنگ شدگی باعث کاهش مقادیر نسبی عمق آباستخر تشکیل شده در پای شیب شکن،، عمق آب پایین دست و انرژی باقیمانده ی نرمال به ترتیب به مقدارهای 31/42 %، 47.23 % و 23.59 % می گردد. وجود تنگ شدگی قائم ورودی، باعث افزایش سرعت در لبه شیب شکن می شود و به همین دلیل با افزایش تلاطم جریان در اثر سقوط جت های تقسیم شده جریان و ایجاد ناحیه بیشتری از اختلاط آب و هوا، باعث کاهش انرژی جنبشی پایین دست می گردد. روابطی نیز برای عمق نسبی آباستخر، عمق نسبی آب پایین دست و انرژی باقیمانده ی نرمال، با ضرایب همبستگی بالا ارائه گردید که با نتایج سایر محققین تطابق خوبی دارد.
    کلیدواژگان: شیب شکن، تنگ شدگی قائم، اتلاف انرژی، انرژی باقیمانده، FLOW-3D
|
  • Ehsan Behnamtalab*, Masoud Ghodsian, Amirreza Zarrati, Seyed Ali Akbar Salehi Neyshabouri Pages 1-15

    Stilling Basin USBR VI is one of the most commonly impact type energy dissipaters. Also this basin is one of the oldest basins that designed for dissipating of outlet flow from the pipes. This basin is a small box-like structure with a hanging wall and an endsill. Hanging wall is to distribute energy of incoming flow to basin width. This basin requires no tailwater for successful performance. Numerical model validation was performed with comparison of recorded pressure on hanging wall and flow depth on endsill in physical model and with comparison of incoming pipe velocity profile with nikuradse physical result in 1932. For basin outlet flow field modification, 4 parameters of mean velocity on endsill, mean velocity in vicinity of endsill, coriolis coefficient and discharge distribution on endsill was selected. These parameters were calculated for more than 100 different models. Finally, with comparison of results of parameters in different models, it is found that gradual variation of width of stilling basin has had the best results after vertical wall for the modification of stilling basin and uniform distributing of flow rate in width direction
    Keywords: Stilling Basin USBR VI, Numerical Model, Flow Field, Beichley Graph, Flow3D
  • S.A. Samad javanmard * Pages 17-32

    The element-free Galerkin (EFG) and the radial point interpolation (RPIM) methods are two meshless methods in the field of the computational mechanics. In the present study, a computational scheme using a variable domain and a fixed domain is presented based on the coupling of EFG and RPIM for analysis of two dimensional double free surface flows under radial gate for the computation of the free surface profiles, velocity and pressure distributions, and the flow rate of a 2D gravity fluid flow through the conduit. The coupling between EFG and RPIM is achieved by using the RPIM shape functions as the weight functions for EFG method. In this approach, contrary to EFG method, the imposition of the essential boundary conditions is straight forward and shape functions fulfill the Kronecker delta property. In this study, the fluid is assumed to be inviscid and incompressible and the obtained results are compared by conducting a hydraulic model test. The results are in agreement in terms of free surface profiles and pressure distributions.
    Keywords: Meshless methods, Double free surface, Coupled EFG-RPIM, Radial gate
  • Nima Akbari *, Kazem Esmaili, Saeedreza Khodashenas Pages 33-42

    In this research, the effect of channel bed permeability on the hydraulic jump characteristics is investigated. At first, through analyzing the momentum equation, a new equation for direct calculation of the sequent depth ratio for permeable beds obtained. Then, using a channel 6 meters long and 80 centimeters wide laboratory channel, a series of experiments over permeable porous beds with different gran size distribution and different length and width were conducted. The Froude number ranges from 5.3 to 7.4. It was observed that over the permeable bed, the analytical equation estimates the sequent depths ratio better than the Blunger equation and also the sequent depths changes show more dependency on the Froude number in comparison to the bed permeability. The results also showed that permeability of the bed reduced the sequent depths ratio and the jump length significantly compared to the impermeable smooth bed and also increased the energy loss caused by the jump.
    Keywords: Hydraulic jump, Momentum equation, Permeable bed
  • Hamidreza Karami, Masoud Rahimi *, Saeed Ovaysi Pages 43-55

    Low concentration of drag reducing agents have found their efficient applications to reduce required energy of the pipeline turbulent flow transportation. These additives can effect on turbulent structures, and can modify velocity profile, and thus they cause to reduction of the skin friction of the flow. In the present study, two commercially available copolymer of polyacrylamide with different molecular weights, were employed to study the possible impact of different concentrations of the polymers on pressure drop reduction of turbulent flow of water in pipeline. The obtained results demonstrated that both the copolymer showed high drag reduction along with low degradation rate for 2hr of the
    experimentation. Addition of 30ppm of the high molecular weight polymer to turbulent flow showed 54% drag reduction. Following the drag reduction measurement, turbulent velocity profiles for the optimum concentration of the two polymers were obtained by using laser Doppler velocimetry technique. The results showed a tendency to laminarization of the flow supported with low amounts of Reynold stresses and velocity fluctuations in the presence of the polymer. In all the cases, the effects of the higher molecular weight polymer on the velocity profiles of the turbulent flow is more desirable than lower molecular weight one.
    Keywords: Pressure drop, Turbulent flow, polymer, laser Doppler velocimetry, velocity profile
  • Zeinab Tamoradi, Javad Ahadiyan *, Mohsen Najarchi, Hooshang Hassoni, Mohammad Mahdi Najafizadeh Pages 57-68
    The present study has investigated the effectiveness of same phase hydraulic jet on reducing scour at river bends. In this method, a perforated tube was placed along the bend on the bed, and water was injected into the bend flow from both ends of the tube. This study mainly intends to make a water screen against the secondary flows at river bends to prevent them from reaching the outer bank. Results showed that the place of the maximum scour depth moved from around the outer bank of the bend in the control experiments towards the middle parts of the section in the main experiments. Besides, with the increase in the spacing of the tube ports, the maximum scour depth decreased. Also, the maximum scour depth was reduced by decreasing the distance between the perforated tube and the outer wall of the bend. On the other hand, the results showed that the maximum scour depths at 90, 130 and 175 degree sections of the bend was respectively reduced by 60, 64 and 87 percent.
    Keywords: same phase hydraulic jet, river bends, scour depth
  • seyedeh maryam mousavifard *, Hamid Shamloo Pages 69-80

    The remote leakage detection methods in pressurized pipes, are based on the analysis of the pressure fluctuations during the transient flow. In this regard, practical applications of transient flow can be improved and simultaneously, the destructive effects of transient flow on the pipeline and its equipment would be decreased by studying and understanding the transient flow. In the present paper, it has been tried to analyze the flow behavior and the turbulence parameters during different cycles by modeling transient flow with a leak in two dimensions. The proposed numerical model is based on the finite difference scheme and a flux-corrected transport method is used to eliminate numerical dispersion. In order to study the behavior of turbulence in the flow and its dissipation, the k- turbulence model is coupled with the 2D transient flow model and also the leak effect is added to the steady and unsteady parts of the model. In the presence of the leak in the transient flow, a considerable change is seen in the velocity profile and the turbulence parameters in the flow back and forward cycles. In the initial cycles of the transient flow, the different parameters in the upstream of the leak,
    decrease gradually and increase in the downstream of the leak until these two flows reach each other. Later, the turbulence initiates to extend from the near pipe wall into inner layers and the magnitude decreases gradually by passing time.
    Keywords: Turbulence, Viscoelasticity, Transient Flow, Leak
  • Zahra Taheri, Kazem Esmaili*, hosein samadi, Saeed Reza KHODASHENAS Pages 81-92

    Consolidation of cohesive sediments has an effective role in the critical stresses of erosion of sediments deposited in reservoirs and water channels. Knowing the behavior of fine-grained sediments can have a significant effect on the operation and maintenance of water structures. Therefore, in this study, the effect of urban wastewater, which is used as a renewable resource in drought conditions, is considered on the deposition and consolidation of cohesive sediments in transmission systems. For this purpose, the stages of consolidation of sediments were performed for four time intervals of 1, 3, 14 and 28 days using deposition columns and for three concentrations of 0, 30 and 60% wastewater and
    for three initial concentrations of sediments of 200, 300 and 400 g/l. The results showed that the initial concentration increases with the sediment deposition depth (H/H0) and the initial concentration of sediments up to 300 g / l affects the consolidation process. Thus there is no significant difference between the initial concentrations of 300 to 400 g / l. It was also found that the consolidation stages in pure water and the fluid containing 60% of the wastewater are very close together, but fluid containing 30% of the wastewater shows a different behavior. By analyzing the percentage of exchangeable sodium (ESP) for different percentages of wastewater and at the end of 28 days consolidation, it was
    found that the change in H/H0 for different percentages of the wastewater is the same with changes in ESP. The cause of the dispersal phenomenon in a fluid containing 30% of the wastewater can be explained by fluid chemistry and substitution of calcium instead of sodium ion in clay particles.
    Keywords: Consolidation, ESP Index, Cohesive sediment, Wastewater
  • Mahdis Zarei, Amir Samadi*, Seyed Hossein Mohajeri Pages 93-110
    The importance and role of bed roughness in conducting hydraulic flow studies and sediments, especially in river simulation models, are not covered by any of the experts in this area. For this reason, researchers used simple methods such as direct measurement using ruller or calipers or mechanical sieving for many years to determine the size of roughness of bed particles. In recent years, with the advancement of technology and the promotion of digital photography cameras, various algorithms and software for automated analysis of bed surface data are provided using digital images taken from the river bed. But so far, no comparative study has been conducted regarding the comparison of the results of different methods and their validation and only researchers have been evaluating and commenting on the shape of the gradation curve and the particle diameters. In this study, imaging of one kilometer from the bed of the Kordan river in the west of the Alborz province, and then the images obtained in nature, as well as images taken from the particles collected from the bed in the laboratory with three different image processing methods and in two backgrounds with different colors have been analyzed and compared with the results of the sieve analysis method. Based on the results, it can be said that the presentation of an acceptable gradation curve does not mean the accuracy of image methods, and these methods are sometimes found to have a notable error in the counting of particles, which, by shrinking the image field or increasing the number of fine particles in the image or the presence of particles with longitudinal elongation, this error will be tangible and indescribable. Factors such as how adjacent particles are placed, the color and appearance of aggregates, the distribution of light in the image, and the algorithm used to process the image on the grain size curve, are effective. Therefore, using these methods in estimating hydraulic roughness
    should be done with sufficient accuracy.
    Keywords: Bed roughness, Gravel bed, Gradation Curve, Error Analysis, Image Processing Softwares
  • zahra madadi esfad, mohammad mehdi ahmadi *, majid rahim pour Pages 111-120

    An important concerns pertaining in water resource management is the deposition of sediment in dam reservoir. The importance of implementing reservoir sediment management techniques to preserve reservoir storage space is evident. In this research, the effect of submerged single circular jet was experimentally investigated on flushing efficiency. The results showed that the best position of jet respect to the outlet positon in a given jet velocity and the outlet discharge ratio between 46 and 83 is twice the outlet diameter. The best position of jet for outlet discharge ratio between 120 and 157 is 2.5Doutlet.
    Keywords: Flushing efficiency, Sediment hydraulic, Submerged jet, Water resource management
  • Amir Ghaderi *, Mehdi Dasineh, Saeed Abbasi Pages 121-131

    Vertical drops are used in irrigation and drainage networks and surface run-off collection channels. In the present study, the impact of vertically constricted entrance on hydraulic characteristics of drops is numerically study utilizing FLOW-3D®. In the first step, for choosing the best model of turbulence, two types of turbulence models k -e and RNGk -e were used. In the next step, four constriction layouts of S/H=0.312, 0.500, 0.875, 2 (ratio of constriction distances to drop height) were utilized as long as the case without any constriction. The results showed that the RNGk -e turbulence model has less relative error percentage and RMSE in comparison with k -e model and more efficiency to simulate hydraulic characteristics on drops. Based on the obtained results, it was observed that the vertically constricted entrance would result in decreasing the relative depth of water in the pool, the depth of downstream water and normal residual energy by 42.31%, 47.23%, and 23.59%, respectively. Presence of entrance constriction results in increasing the velocity at drop edge and thus the kinetic energy decreases by flow turbulence increment caused by divided jet falls and production of more airwater mixing region. Some relations are proposed to calculate pond depth ratio, downstream depth ratio and normal residual energy with acceptable correlation coefficients which are in accordance with
    those of other researchers.
    Keywords: Drop, Vertically Constricted Entrance, Residual Energy, Energy Dissipation, FLOW-3D