|
|
مهندسی عمران مدرس، جلد ۱۳، شماره ۲، صفحات ۷۹-۹۳
|
|
|
| عنوان فارسی |
بهینهسازی شاخص‌های هندسی صفحه مستغرق در بستر رسوبی کانال مستقیم با روش تاگوچی و GRA |
|
| چکیده فارسی مقاله |
چکیده- صفحات مستغرق، سازههایی هستند که در بستر رودخانهها و کانالها با زاویهای در برابر جریان نصب میشوند. این سازهها معمولاً به‌صورت گروهی استفاده میشوند و کارکرد اصلی آن‌ها ایجاد جریان گردابی و تغییر الگوی جریان و بستر است. کارکرد صفحات مستغرق تحت تأثیر شاخص‌های هندسی آن‌ها است. در این پژوهش، شاخص‌های هندسی یک صفحه مستغرق در بستر رسوبی کانال مستقیم با مدل‌سازی عددی بهینهسازی شده است. منظور از بهینهسازی شاخص‌های هندسی یک صفحه در این پژوهش، تعیین هم‌زمان طول، ارتفاع و زاویه نصب صفحه در برابر جریان است، به گونه‌ای که بهترین شرایط برای عمیق کردن بستر کانالها در مقابل دهانه آب‌گیرهای جانبی و انحراف رسوبات از مقابل دهانه آب‌گیرها فراهم شود. بنابراین پس از شبیه‌سازی الگوی جریان و رسوب پیرامون یک صفحه مستغرق در بستر آبرفتی کانال مستقیم با استفاده از نرم‌افزار SSIIM و واسنجی و سنجش درستی نتایج مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی، شاخص‌های هندسی مؤثر بر کارکرد صفحه مستغرق بررسی شده است. هر یک از شاخص‌های طول صفحه، ارتفاع صفحه و زاویه برخورد جریان با صفحه در چهار سطح تغییر انتخاب شدند و چهار تابع پاسخ نیز برای بهینهسازی درنظر گرفته شد. بهینهسازی شامل کمینه عمق آب‌شستگی در لبه‌های ابتدایی و انتهایی صفحه، کمینه ارتفاع رسوب‌گذاری در پایین‌دست صفحه و بیشینه حجم آب‌شستگی در پایین‌دست صفحه است. برای کاهش تعداد مطالعات، بدون این‌که در نتایج خطای زیادی وارد شود، مطالعات با روش تاگوچی طراحی شد. برای تحلیل نتایج و بهینهسازی چندین تابع پاسخ از روش GRA استفاده شد. در نهایت، ترکیب بهینه شاخص‌های هندسی صفحه و نیز تأثیر هر یک از شاخص‌ها بر تابع پاسخ تعیین گردید. نتایج این تحلیل نشان داد که زاویه برخورد جریان با صفحه، بیشترین تأثیر را بر کارکرد صفحه مستغرق بر اساس توابع پاسخ مورد نظر دارد. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
واژگان‌کلیدی، صفحه مستغرق، رسوب، تاگوچی، GRA، SSIIM، |
|
| عنوان انگلیسی |
Optimization of Geometric Parameters of Submerged Vane in Straight Alluvial Channel With Taguchi Method and GRA. |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
Submerged vanes are plane structures mounted vertically on river bed with an angle to the approach flow. These structures are usually used in group. The operation of the submerged vanes is production of secondary flow around their length axis that changes the flow pattern and bed topography. The performance of a submerged vane is related to its geometric parameters such as length, height and the angle of attack of the approach flow. In this study the optimization of geometric parameters of a submerged vane in a straight alluvial flume is done numerically to achieve the best condition for increasing the scour depth of channel in front of lateral intake and deviation of sediment from lateral intakes. The SSIIM software is applied for simulating the flow and sediment pattern around a submerged vane. Verification of numerical model with experimental results is done. The effect of geometric parameters of the vane on the performance of the submerged vane is studied. Length, height and the angle of a vane are investigated in four levels and four responses including minimum scour depth near the leading edge of the vane, minimum scour depth near the trailing edge of the vane, maximum scour volume at the downstream of the vane and maximum sedimentation depth at the downstream of the vane are calculated numerically. In previous studies the scour depth at the leading and the trailing edges of the vane were not included in optimization and this is one of the innovation of this paper. The other two last responses are normalized with appropriate parameters. The maximum scour volume at the downstream of the vane is normalized with the volume of the vane and the maximum sedimentation depth at the downstream of the vane is normalized with the length of the vane. Taguchi method is used to design studies in order to minimize the number of cases without affecting the results. 16 tests are investigated instead of 64 tests. Grey Relational Analysis is used for analyzing the responses. The results of this study show that the angle of a vane has more effect on the performance of the vane than the height and the height is more effective than the length. The ratio of 0.25 for the height of the vane to the depth of flow and 15 degree for the angle of attack are proposed to obtain the optimum performance of the submerged vane. Changing the ratio of the length to the height of the vane has a little effect on the responses. So the smaller length of the submerged vanes (in this paper the ratio of 1.25 among 1.25 to 3 for the length to the height of the vane) is economical. |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
Keywords, Submerged vane, Sedrment, Taguchi, GRA, SSIIM |
|
| نویسندگان مقاله |
معصومه رستم آبادی |
دانشگاه تربیت مدرس
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه تربیت مدرس (Tarbiat modares university)
سید علی اکبر صالحی نیشابوری | seyed ali akbar salehi neyshabouri
دانشگاه تربیت مدرس
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه تربیت مدرس (Tarbiat modares university)
امیررضا زراتی |
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه صنعتی امیرکبیر (Amirkabir university of technology)
|
|
| نشانی اینترنتی |
http://mcej.modares.ac.ir/article_1940_0b4d61f5983893c8b53898edab22e02f.pdf |
| فایل مقاله |
اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1242/article-1242-225552.pdf |
| کد مقاله (doi) |
|
| زبان مقاله منتشر شده |
fa |
| موضوعات مقاله منتشر شده |
|
| نوع مقاله منتشر شده |
|
|
|
|
برگشت به:
صفحه اول پایگاه |
نسخه مرتبط |
نشریه مرتبط |
فهرست نشریات
|