دانشگاه شهید چمران

 آمار

تعداد نشریات30
تعداد شماره‌ها956
تعداد مقالات8,322
تعداد مشاهده مقاله8,753,291
تعداد دریافت فایل اصل مقاله6,923,489
اکبرپور, فرهاد, فتحی مقدم, منوچهر, فتحی, احمد. (1401). اندازه‌گیری جریان روی شیب تند با استفاده از سرعت‌سنجی بزرگ مقیاس تصویری ذرات LSPIV. سامانه نشریات, 45(3), 79-95. doi: 10.22055/jise.2018.25703.1763
فرهاد اکبرپور; منوچهر فتحی مقدم; احمد فتحی. "اندازه‌گیری جریان روی شیب تند با استفاده از سرعت‌سنجی بزرگ مقیاس تصویری ذرات LSPIV". سامانه نشریات, 45, 3, 1401, 79-95. doi: 10.22055/jise.2018.25703.1763
اکبرپور, فرهاد, فتحی مقدم, منوچهر, فتحی, احمد. (1401). 'اندازه‌گیری جریان روی شیب تند با استفاده از سرعت‌سنجی بزرگ مقیاس تصویری ذرات LSPIV', سامانه نشریات, 45(3), pp. 79-95. doi: 10.22055/jise.2018.25703.1763
اکبرپور, فرهاد, فتحی مقدم, منوچهر, فتحی, احمد. اندازه‌گیری جریان روی شیب تند با استفاده از سرعت‌سنجی بزرگ مقیاس تصویری ذرات LSPIV. سامانه نشریات, 1401; 45(3): 79-95. doi: 10.22055/jise.2018.25703.1763

اندازه‌گیری جریان روی شیب تند با استفاده از سرعت‌سنجی بزرگ مقیاس تصویری ذرات LSPIV

علوم و مهندسی آبیاری
مقاله 6، دوره 45، شماره 3، آبان 1401، صفحه 79-95    اصل مقاله (1.74 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22055/jise.2018.25703.1763
نویسندگان
فرهاد اکبرپور1؛ منوچهر فتحی مقدم* 2؛ احمد فتحی3
1دانشجوی دکتری سازه های آبی، گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز.
2استاد بازنشسته گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز.
3استادیار گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز.
چکیده
اندازه‌گیری جریان در آبراهه‌های روباز همواره یکی از مهم‌ترین موضوعات مد نظر متخصصین علم هیدرولیک بوده است. به‌منظور اندازه‌‌گیری دبی در آبراهه‌‌ها به روش سرعت-مساحت اندازه‌گیری سرعت متوسط جریان ضرورت دارد. اما به­کارگیری روش­های تماسی مثل استفاده از مولینه برای اندازه‌گیری سرعت همیشه میسر نیست و در مواقع سیلاب و هم‌چنین برای جریان‌های کم‌عمق استفاده از این روش‌ها امکان­پذیر نمی‌باشد. رویکردی که اخیراً به‌عنوان یک گزینه غیرتماسی برای اندازه‌گیری جریان در مجاری روباز مورد توجه قرار گرفته است استفاده از روش‌های سرعت‌سنجی مبتنی بر تصویربرداری از سطح جریان می‌باشد. از جمله این روش­ها گونه­ای از روش PIV  موسوم به LSPIV است که به‌دلیل حذف ضرورت استفاده از لیزر طرفداران زیادی پیدا کرده است. در این مطالعه برای اندازه‌گیری میدان دو بعدی سرعت روی سطح جریان فوق‌بحرانی پر شیب و توربولنت از LSPIV بهره‌گیری شد. از داده‌های سرعت حاصله برای محاسبه شاخص سرعت (VI) که برای تبدیل سرعت سطحی به سرعت متوسط مقطع و اندازه‌گیری دبی جریان به‌کار می‌رود استفاده گردید و تأثیر تغییرات استغراق نسبی در سه شیب مختلف روی این شاخص بررسی شد. هم‌چنین میدان سرعت سطحی متوسط زمانی برای استغراق‌‌های مختلف به‌صورت کمی مقایسه شد. مقادیر شاخص سرعت به‌دست آمده در این تحقیق در محدوده 612/0 تا 784/0 با مقدار متوسط 701/0 هستند که این مقدار متوسط با مقدار متداول 85/0 حدود 17 درصد اختلاف دارد. در پایان نیز روابطی برای برآورد مقدار شاخص سرعت و متعاقباً دبی جریان با استفاده از استغراق نسبی پیشنهاد و ملاحظه گردید که روش پیشنهادی منجر به برآورد قابل قبول مقادیر دبی می‌شود.
کلیدواژه‌ها
LSPIV؛ شیب تند؛ شاخص سرعت؛ اندازه‌گیری جریان؛ جریان فوق‌بحرانی
مراجع
  • Albayrak, I. and Lemmin, U., 2007, August. Large scale PIV-measurements on the water surface of turbulent open-channel flow. In CFM 2007-18ème Congrès Français de Mécanique. AFM, Maison de la Mécanique, 39/41 rue Louis Blanc-92400 Courbevoie.

 

  • Albayrak, I. and Lemmin, U., 2011. Secondary currents and corresponding surface velocity patterns in a turbulent open-channel flow over a rough bed. Journal of Hydraulic Engineering, 137(11), pp.1318-1334.

 

  • Bieri, M., Jenzer, J., Kantoush, S.A. and Boillat, J.L., 2009, August. Large scale particle image velocimetry applications for complex free surface flows in river and dam engineering. In 33rd IAHR 2009 Congress. Vancouver, Canada.

 

  • Bradley, A.A., Kruger, A., Meselhe, E.A. and Muste, M.V., 2002. Flow measurement in streams using video imagery. Water Resources Research, 38(12), pp.51-1.

 

  • Costa, J.E., Spicer, K.R., Cheng, R.T., Haeni, F.P., Melcher, N.B., Thurman, E.M., Plant, W.J. and Keller, W.C., 2000. Measuring stream discharge by non‐contact methods: A proof‐of‐concept experiment. Geophysical Research Letters, 27(4), pp.553-556.

 

  • Fox, J.F. and Patrick, A., 2008. Large-scale eddies measured with large scale particle image velocimetry. Flow Measurement and Instrumentation, 19(5), pp.283-291.

 

  • Fujita, I., Muste, M. and Kruger, A., 1998. Large-scale particle image velocimetry for flow analysis in hydraulic engineering applications. Journal of Hydraulic Research, 36(3), pp.397-414.

 

  • Kantoush, S.A., Schleiss, A.J., Sumi, T. and Murasaki, M., 2011. LSPIV implementation for environmental flow in various laboratory and field cases. Journal of Hydro-environment Research, 5(4), pp.263-276.

 

  • Lee, J.S. and Julien, P.Y., 2006. Electromagnetic wave surface velocimetry. Journal of Hydraulic engineering, 132(2), pp.146-153.

 

  • Manes, C., Pokrajac, D. and McEwan, I., 2007. Double-averaged open-channel flows with small relative submergence. Journal of Hydraulic Engineering, 133(8), pp.896-904.

 

  • Moramarco, T., Barbetta, S. and Tarpanelli, A., 2017. From surface flow velocity measurements to discharge assessment by the entropy theory. Water, 9(2), p.120.

 

  • Muste, M., Fujita, I. and Hauet, A., 2008. Large‐scale particle image velocimetry for measurements in riverine environments. Water Resources Research, 44(4), pp. 1-14.

 

  • Novak, G., Rak, G., Prešeren, T. and Bajcar, T., 2017. Non-intrusive measurements of shallow water discharge. Flow Measurement and Instrumentation, 56, pp.14-17.

 

  • Orlins, J. J. and Gulliver, J. S. 2000. Measurements of free surface turbulence. Fourth International Symposium on Gas Transfer at Water Surfaces, June 5-8., Miami Beach, Florida, the USA, pp. 1-7.

 

  • Pagliara, S., Das, R. and Carnacina, I., 2008. Flow resistance in large-scale roughness condition. Canadian Journal of Civil Engineering, 35(11), pp.1285-1293.

 

  • Polatel, C. 2006 Signature of the roughness and the flow regime on the free surface. Ph.D. thesis, Univ. of Iowa, Iowa City.

 

  • Raffel, M., C. E. Willert, S. T. Wereley, and J. Kompenhans. 2007 Particle image velocimetry. A Practical Guide, N. Y: Springer

 

  • Shin, S.S., Park, S.D. and Lee, S.K., 2016. Measurement of flow velocity using video image of spherical float. Procedia engineering, 154, pp.885-889.

 

  • Sutarto, T.E., 2015. Application of large scale particle image velocimetry (LSPIV) to identify flow pattern in a channel. Procedia Engineering, 125, pp.213-219.

 

  • Tamburrino, A. and Gulliver, J.S., 2007. Free‐surface visualization of streamwise vortices in a channel flow. Water Resources Research, 43(11).1-12.

 

  • Thielicke, W. and Stamhuis, E. J. 2014. PIVlab- Time-resolved rigital particle image velocimetry tool for MATLAB (version: 1.41).

 

  • Weitbrecht, V., Kühn, G. and Jirka, G.H., 2002. Large scale PIV-measurements at the surface of shallow water flows. Flow Measurement and Instrumentation, 13(5-6), pp.237-245.

 

  • Welber, M., Le Coz, J., Laronne, J.B., Zolezzi, G., Zamler, D., Dramais, G., Hauet, A. and Salvaro, M., 2016. Field assessment of noncontact stream gauging using portable surface velocity radars (SVR). Water Resources Research, 52(2), pp.1108-1126.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 644
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 183


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب