نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه علوم کشاورزی گرگان
2 گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
3 کارشناس ارشد مهندسی عمران، شرکت مهندسین مشاور
چکیده
در رودخانهها و بهویژه در محل قوس، تغییرات سرعت جریان در جهتهای عرضی و عمقی غیریکنواخت و تحت تأثیر عوامل زیادی از قبیل جریانهای ثانویه، زبری بستر و جدارهها و وضعیت هیدرولیکی جریان است. برای محاسبهی توزیع دوبعدی سرعت جریان در رودخانههای مستقیم، محققان روشهای زیادی ارائه کردهاند. این در حالی است که بهدلیل ساختار پیچیدهی جریان در قوس رودخانهها، شبیهسازی میدان سرعت در این مقاطع به کمک نرمافزارهای دینامیک سیالات محاسباتی انجام میشود. در این پژوهش، از روش احتمالاتی چیو برای حل میدان سرعت جریان در یکی از قوسهای رودخانهی گرگانرود در استان گلستان استفاده شد. با توجه به کمبود دادههای صحرایی در قوسهای رودخانهای، برای انجام این تحقیق 6 نمونه میدان سرعت جریان در یکی از قوسهای بالادست ایستگاه هیدرومتری آققلا (به فاصله 200 متر) اندازهگیری شد. از بین این دادهها، 4 سری توزیع سرعت برای واسنجی مدل و 2 سری برای صحتسنجی آن استفاده شد. نتایج پژوهش نشان داد که روش چیو در شبیهسازی میدان سرعت جریان در این رودخانهی پیچان از دقت قابلقبولی برخوردار است. تحلیل آماری نتایج بهدست آمده بیانگر این است که میانگین خطای مطلق این روش برای حل توزیع دوبعدی سرعت جریان در محل قوس در مرحلهی واسنجی حدود 9/4 درصد و در مرحلهی صحتسنجی حدود 5/3 درصد است. این میزان خطا برای محاسبهی دبی کل جریان رودخانه در محل قوس بهترتیب حدود 9/5 و 0/6 درصد بهدست آمده است.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Chiu's entropy theory application for simulation of flow field velocity in river bends (Case study: Gorganrood River bend)
نویسندگان [English]
- Amieahmad Dehghani 2
- Iman Yousefabadi 3
2 Water Engineering Dept., Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
3 Master of Science in Civil Engineering, Consultant Engineers
چکیده [English]
In rivers and especially in river bends, the variation of stream-wise flow velocity in width and depth directions is non-uniform and is affected by many factors including secondary flows, bed and bank roughness, and flow hydraulic characteristics. For calculation of two-dimensional flow velocity distributions in straight rivers many approaches have been presented by researchers, while in meandering rivers, due to the complex mechanism of flow pattern, the solution of velocity field is carried out by computational fluid dynamics software packages. In this research, the Chiu's probabilistic theory was used for solution of the flow velocity field in a river bend on the Gorganrood located in Goletsan province. Considering the lack of measured point velocity data in river bends, 6 field measurement series were collected in one of bends located about 200 m upstream of Aghghala hydrometric station. Among these measurements, 4 series are selected for the model calibration and 2 remaining series for the model validation. The results showed that the Chiu's method has an acceptable accuracy in simulation of flow velocity fields for river bend. The statistical measures for the obtained point velocities indicated that the mean errors of this method are 4.9 and 3.5% in the calibration and validation phases, respectively. The mean errors for the calculation of total flow discharges are 5.9 and 6.0% respectively.
کلیدواژهها [English]
- Chiu'
- s method
- Flow velocity field
- Meandering Rivers
- River bend
- 2D simulation