Przelew trapezowy o pionowej ścianie wlotowej

• Autorzy: Bajkowski S.

Warianty tytułu

EN

Trapezoidal weir with vertical upstream face

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano wykorzystanie badań laboratoryjnych oraz nowoczesnych technik obliczeniowych do wyznaczenia układu swobodnego zwierciadła wody nad przelewem o szerokiej koronie. Analizy przeprowadzono dla jazu trapezowego o pionowej ścianie górnej i ścianie dolnej nachylonej w stosunku 1:1. Fizyczne badania modelowe wykonano w kanale laboratoryjnym szerokości 0,20 m i długości 4,0 m. Symulacje komputerowe przeprowadzono metodą VOF stosowaną w technikach obliczeń mechaniki płynów CFD z wykorzystaniem środowiska programistycznego ANSYS-Fluent. Współrzędne zwierciadła wody uzyskane z symulacji numerycznych są zbliżone do wartości pomierzonych. Potwierdzają to analizy statystyczne, które wykazały znakomitą zgodność korelacyjną współrzędnych obliczonych z pomierzonymi.

EN

In the article described the use of laboratory tests and modern computational techniques to determine the shape of the free water profile over the sill a long crested weir. The analysis of the trapezoidal weir with a vertical upstream face and down surface slanted in a 1:1 ratio were performed. Physical model tests were performed in a laboratory channel width of 0.20 m and length of 4.0 m. Computer simulations using the VOF method used in CFD fluid mechanics computing techniques using the ANSYS-Fluent programming environment were conducted. The coordinates of the water profile obtained from numerical simulations are compared to the measured values. This is confirmed by statistical analyzes that showed excellent correlation between computational and measurement coordinates.

Słowa kluczowe

PL

budownictwo wodne; jazy; przelewy o szerokiej koronie; swobodne zwierciadlo wody; badania laboratoryjne; obliczenia numeryczne

EN

water engineering; weir; water table; laboratory research; numerical calculation

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Architectura
• Rocznik: 2018
• Tom: 17
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.45-54,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Bajkowski S.

• Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Warszawa

Bibliografia

• ANSYS Fluent Release 12.1. (2009). Workbench Guide, Modeling and Meshing Guide, Theory Guide. ANSYS, Inc. Documentation for Release 12.1.
• Bagheri, S. i Heidarpour, M. (2010). Flow over rectangular sharp-crested weirs. Irrigation Science, 28, 173–179. doi: 10.1007/s00271-009-0172-1
• Bajkowski, S. (2009). System pomiarowo-kontrolny Laboratorium Hydraulicznego SGGW. W A. Wita, Monografie IMGW. Bezpieczeństwo zapór – bezpieczeństwo ludności i środowiska (strony 195–203). Warszawa: Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej.
• Bajkowski, S. (2010). Współczesne techniki pomiarowe laboratoriów wodnych. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 8 (2), 37–50.
• Bajkowski, S. (2013). Warunki przepływu wody przez budowle przepuszczalne. Rozprawy Naukowe i Monografie, 431. Warszawa: Wydawnictwo SGGW.
• Bajkowski, S. (2015). Współczynnik zatopienia progu przepuszczalnego. Acta Scientiarum Polonorum Architectura, 14 (2), 53–62.
• Bajkowski, S. (2016). Współczynnik wydatku przelewów gładkich o szerokiej koronie. Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie, 2, 59–64.
• Błażejewski, R. (1999). Wstęp do badań empirycznych. Poznań: Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego.
• Clemmens, A. J., Replogle, J. A. i Reinink, Y. (1990). Field predictability of flume and weir operating conditions. Journal of Hydraulic Engineering, 116 (1), 102–118.
• Emiroglu, M. E. (2010). Estimating flow characteristics of different weir types and optimum dimensions of downstream receiving pool. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 58(4), 245–260. doi: 10.2478/v10098-010-0023-z
• Goodarzi, E., Farhoudi, J. i Shokri, N. (2012). Flow characteristics of rectangular broad-crested weirs with sloped upstream face. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 60 (2), 87–100. doi: 10.2478/v10098-012-0008-1
• Grobelny, M., Kubicz, J. i Tymiński, T. (2014). Zastosowanie CCHE2D do modelowania warunków hydrodynamicznych małego cieku. Zeszyty Naukowe – Inżynieria Lądowa i Wodna w Kształtowaniu Środowiska, 11, 30–37.
• Hager, W. H. i Boes, R. M. (2015). Spillway jet: Historical advance from weir toward standard spillway. In E-Proceedings of the 36th International Association for Hydro-Environment Engineering and Research World Congress (pages 1–8) 28 June – 3 July, The Hague, The Netherlands.
• Hager, W. H. i Schwalt, M. (1994). Broad-crested weir. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 120 (1), 13–25.
• Haun, S., Reidar, N., Olsen, B. i Feurich, R. (2011). Numerical modeling of flow over trapezoidal broad-crested weir. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 5 (3), 397–405.
• Hoseini, S. H. i Afshar, H. (2014). Flow over a broad-crested weir in subcritical flow conditions, Physical Study. Journal of River Engineering, 2 (1), 1–6.
• Kałuża, T., Zawadzki, P. i Jaszczak, G. (2014). Efekt skalowy w laboratoryjnych badaniach hydraulicznych na przykładzie hydrantu o dużej wydajności. Aparatura Badawcza i Dydaktyczna, 2, 141–146.
• Kim, Y., Choi, G., Park, H. i Byeon, S. (2015). Hydraulic jump and energy dissipation with sluice gate. Water, 7, 5115–5133. doi: 10.3390/w7095115
• Książek, L., Strużyński, A., Leja, M. i Pilch, E. (2011). Modelowanie fizyczne i numeryczne przepływu wody w przepławce biologicznej. Acta Scientiarum Polonorum Formatio Circumiectus, 10 (4), 17–30.
• Leu, J. M., Chan, H. C. i Chu, M. S. (2008). Comparison of turbulent flow over solid and porous structures mounted on the bottom of a rectangular channel. Flow Measurement and Instrumentation, 19, 331–337. doi: 10.1016/j.flowmeasinst.2008.05.001
• Maghrebi, M., Alizadeh, S. i Lotfi, R. (2012). Numerical simulation of flow over rectangular broad crested weir (Real case study). In The First International Conference on Dams and Hydropower (pages 1–7).
• Mohammadpour, R., Ghani, A. A. i Azamathulla, H. M. (2013). Numerical modeling of 3-D flow on porous broad crested weirs. Applied Mathematical Modelling, 22 (37), 9324–9337.
• Moñino, A., Losada, M. A. i Riera, J. (2007). Steady flow regime for free overfall spillways. Influence of the ascending branch of the spillway crest. Journal of Hydraulic Research, 45 (3), 388–399.
• Reese, A. J. i Maynord, S. T. (1987). Design of spillway crests. Journal of Hydraulic Engineering, 113(4), 476–490.
• Rouse, H. (red.) (1967). Engineering Hydraulics. New York – London – Sydney: John Wiley & Sons.
• Salmasi, F., Poorescandar, S., Dalir, A. H. i Zadeh, D. F. (2011). Discharge relations for rectangular broad-crested weirs. Journal of Agricultural Sciences, 17, 324–336.
• Tracy, H. J. (red.). (1957). Discharge characteristics of broad-crested weirs. Geological Survey Circular, 397. Washington: United States Department of the Interior.
• Zachoval, Z. (2015). Broad-crested weirs with rectangular control section. Vysoké Učení Technické v Brně. Fakulta stavební. Ústav vodních staveb. Vědecké Spisy Vysokého Učeni Tecoického v Brně. Vodní hospodářství a vodní stavby. Edice Habilitačni a inauguračai spisy, 494. Brno: Vutium.

Identyfikatory

DOI

10.22630/ASPA.2018.17.1.5