نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، مرکز قیروکارزین، واحد فیروزآباد، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروزآباد، ایران.

2 گروه مهندسی عمران، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران.

3 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران.

چکیده

جریان­ های چگال به علت تفاوت دانسیته مابین دو سیال بوجود می آیند و جزء جریان های ثقلی است. جریان چگال از سه ناحیه دماغه، سر و بدنه در داخل سیال محیطی تشکیل می ­شود. جهت انجام آزمایش­ ها از فلومی با طول 8m و عرضcm  35 و ارتفاع cm 40 استفاده شده است. در راستای فلوم، تنگ شدگی ممتد و موضعی در مرکز کانال ایجاد شده و آزمایشات در 28 حالت مختلف با تغییر دبی، چگالی و شیب بستر توسعه داده شده است. نتایج نشان داد غلظت جریان چگال با افزایش شیب بستر بعد از تنگ شدگی ممتد و موضعی به ترتیب 12%و 19% نسبت به حالت بدون تنگ شدگی کاهش یابد و هرچه دیواره فلوم تنگ تر شود، میزان شدت اختلاط بیشتر می­ شود؛ به ­طوری­که بعد از تنگ شدگی عدد ریچاردسون 80% کاهش و شدت اختلاط 5 برابر افزایش می ­یابد. با افزایش چگالی ورودی، الگوی تشکیل پروفیل سرعت و غلظت جریان افزایش می یابد. همچنین به دلیل رفتار غیر دائمی جریان، الگو در ناحیه جت پراکندگی بیشتری نسبت به ناحیه دیواره از خود نشان می­ دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

Altinakar, S., Graf, W.H. and Hopfinger, E.J., 1990. Weakly depositing turbidity current on a small slope. Journal of Hydraulic research, 28(1), pp.55-80. DOI: 10.1080/002216890 09499147.
Asghari Pari, S.A., Kashefipour, S.M. and Ghomeshi, M., 2017. An experimental study to determine the obstacle height required for the control of subcritical and supercritical gravity currents. European Journal of Environmental and Civil Engineering, 21(9), pp.1080-1092. DOI: 10.1080/19648189.2016. 1144537.
ASHIDA, K. and EGASHIRA, S., 1975, May. Basic study on turbidity currents. In Proceedings of the Japan Society of Civil Engineers (Vol. 1975, No. 237, pp. 37-50). Japan Society of Civil Engineers. DOI: 10.2208/jscej1969.1975.237_37.
Bahrami, H., Ghomeshi, M., Kashefi Por, S.M. and Salehi Neyshabouri, S.A.A., 2017. Investigation of characteristics of density current because of regime changes. Journal of Marine Science and Technology, 16(1), pp. 112-121. DOI: 10.22113/jmst.2017.7773.13 90. (In Persian).
Bahrami, H., Ghomshi, M., Kashefi Por, S.M. and Salehi Neyshabouri, S.A.A., 2019. Investigation of the effect of various factors on density currents entrainment. Journal of Marine Science and Technology, 18(1), pp.1-9. DOI: 10.22113/jmst.2018.7776.1391. (In Persian).
Chamoun, S., De Cesare, G. and Schleiss, A., 2016. Experimental investigation on turbidity current venting under restrained outflow discharges. Proceedings of River Flow 2016, (CONF), pp.1435-1441. DOI: 10.1201/97813 15644479-227.
Cortés, A., Rueda, F.J. and Wells, M.G., 2014. Experimental observations of the splitting of a gravity current at a density step in a stratified water body. Journal of Geophysical Research: Oceans, 119(2), pp.1038-1053. DOI: 10.100 2/2013JC009304.
Ezz, H., Cantelli, A. and Imran, J., 2013. Experimental modeling of depositional turbidity currents in a sinuous submarine channel. Sedimentary Geology, 290, pp.175-187. DOI: 10.1016/j.sedgeo.2013.03.017.
Fathi‐Moghadam, M., Poudeh, H.T., Ghomshi, M. and Shafaei, M., 2008. The density current head velocity in expansion reaches. Lakes & Reservoirs: Research & Management13(1), pp.63-68. DOI: 10.1111/j.1440-1770.2007 .00351.x.
Fukushima, Y., Parker, G. and Pantin, H.M., 1985. Prediction of ignitive turbidity currents in Scripps Submarine Canyon. Marine Geology67(1-2), pp.55-81. DOI: 10.1016/00 25-3227(85)90148-3.
Firoozabadi, B. and Mahdinia, M., 2013. 2D numerical simulation of density currents using the SPH projection method. European Journal of Mechanics-B/Fluids, 38, pp.38-46. DOI: 10.1016/j.euromechflu.2012.10.004.
Ghomeshi, M. and Hashemi, L., 2018. Experimental Investigation of Separation Angle of Interflow Dense Current from Bed. International Journal of Engineering and Technology (IJET). 10(4), pp.1005-1010. DOI: 10.220 34/JMEUT.2020.9996. (In Persian).
Haghiabi, A.H., 2004. The study of bed slope effect on velocity and concentration profiles of density currents. Water Engineering. Ahvaz: Shahid Chamran University270. (In Persian).
Kashefipour, S.M., Daryaee, M. and Ghomeshi, M., 2018. Effect of bed roughness on velocity profile and water entrainment in a sedimentary density current. Canadian Journal of Civil Engineering45(1), pp.9-17. DOI: 10.113 9/cjce-2016-0490.
Kordnaeij, M., Asghari Pari, S., Sajjadi, S. and Shafai Bajestan, M., 2018. Laboratory Investigation the effect of porosity obstacle and stepped porosity obstacle on control of gravity current', Journal of Marine Science and Technology, 16(4), pp.86-96. DOI: 10.22 113/jmst.2018.29533.1682. (In Persian).
Lee, F.Z., Lai, J.S., Tan, Y.C. and Sung, C.C., 2014. Turbid density current venting through reservoir outlets. KSCE Journal of Civil Engineering, 18, pp.694-705. DOI: 10.1007/s 12205-014-0275-y.
Parker, G., Garcia, M., Fukushima, Y. and Yu, W., 1987. Experiments on turbidity currents over an erodible bed. Journal of Hydraulic Research25(1), pp.123-147. DOI: 10.1080/00221688709499292.
Peakall, J. and Sumner, E.J., 2015. Submarine channel flow processes and deposits: A process-product perspective. Geomorphology, 244, pp.95-120. DOI: 10.1016/j.geomorph. 2015.03.005.
Bolla Pittaluga, M. and Imran, J., 2014. A simple model for vertical profiles of velocity and suspended sediment concentration in straight and curved submarine channels. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 119(3), pp.483-503. DOI: 10.1002/2013JF002812.
Ramos-Villanueva, M., 2016. Experimental study of reservoir turbidity currents venting (Doctoral dissertation, University of Illinois at Urbana-Champaign).
Shringarpure, M., Cantero, M.I. and Balachandar, S., 2015. Analysis of turbulence suppression in sediment-laden saline currents. Procedia Engineering, 126, pp.16-23. DOI: 10.1016/j. proeng.2015.11.170.
Straub, K.M., Mohrig, D., Buttles, J., McElroy, B. and Pirmez, C., 2011. Quantifying the influence of channel sinuosity on the depositional mechanics of channelized turbidity currents: A laboratory study. Marine and Petroleum Geology, 28(3), pp.744-760. DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2010.05.014.
Varjavand, P., Ghomeshi, M., Dalir, A.H., Farsadizadeh, D. and Gorgij, A.D., 2015. Experimental observation of saline underflows and turbidty currents, flowing over rough beds. Canadian Journal of Civil Engineering42(11), pp.834-844. DOI: 10.1139/cjce-2014-0537.
Yeh, T.H., Cantero, M., Cantelli, A., Pirmez, C. and Parker, G., 2013. Turbidity current with a roof: Success and failure of RANS modeling for turbidity currents under strongly stratified conditions. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 118(3), pp.1975-1998. DOI: 10.1002/jgrf.20126.