Experimental Study of Secondary Flow in Narrow and Sharp Open-Channel Bends

سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 75

فایل این مقاله در 11 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-16-9_006

تاریخ نمایه سازی: 19 تیر 1402

چکیده مقاله:

ABSTRACT Secondary flow is a prominent feature of channel bends; it alters the streamwise velocity and bed shear stress distributions. Experiments were conducted to investigate the complex pattern of secondary flow in a narrow and sharp open-channel bend and the underlying mechanism of generation of multiple circulation cells. Compared with the moderate bends, the sharp bends are characteristic of multiple circulation cells from the ۹۰° section. In addition to the curvature-induced circulation cell (S۱) and turbulence-induced counter-rotation circulation cell (C۱) near the outer bank, another circulation cell (S۲) was observed near the inner bank and was attributed to flow separation. A term-by-term analysis of the vorticity equations indicates that the centrifugal term favours S۱ and C۱ while opposing S۲. The turbulence-related term accounts for the formation of C۱ and S۲. The advective transport term redistributes vorticity and maintains the existence of S۲. The dependence of secondary flow structure on Reynolds number and aspect ratio was also explored. With an increase in the Reynolds number from ۲۳۰۰۰ to ۳۷۰۰۰, both the strength and size of C۱ are reduced by ۵۰%, whereas the size of S۲ increases by ۲۰%, and its strength slightly decreases. With a decrease in the aspect ratio from ۳.۳ to ۲, the strengths of S۱, S۲, and C۱ are doubled, and the sizes of C۱ and S۲ increase by ۹۰% and ۲۰%, respectively.

نویسندگان

P. Hu

State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering, Wuhan University, Wuhan ۴۳۰۰۷۲, China

M. Yu

State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering, Wuhan University, Wuhan ۴۳۰۰۷۲, China

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Abduo, S. S., Elmoustafa, A. M., & Salam, M. S. ...
  • Bathurst, J. C., Thorne, C. R., & Hey, R. D. ...
  • Bathurst, J. C., Hey, R. D., & Thorne, C. R. ...
  • Bai, Y. C., Song, X. L., & Gao, S. X. ...
  • Blanckaert, K., & De Vriend, H. J. (۲۰۰۴). Secondary flow ...
  • Blanckaert, K., & De Vriend, H. J. (۲۰۱۰). Meander dynamics: ...
  • Blanckaert, K. (۲۰۱۱). Hydrodynamic processes in sharp meander bends and ...
  • Blanckaert, K. (۲۰۱۵). Flow separation at convex banks in open ...
  • Crosato, A. (۲۰۰۸). Analysis and modelling of river meandering. [PhD ...
  • Constantinescu, G., Koken, M., & Zeng, J. (۲۰۱۱). The structure ...
  • Constantinescu, G., Kashyap, S., Tokyay, T., Rennie, C. D., & ...
  • Demuren, A. O., & Rodi, W. (۱۹۸۶). Calculation of flow ...
  • Dey, S. (۲۰۱۴). Fluvial hydrodynamics: hydrodynamic and sediment transport phenomena. ...
  • Dietrich, W. E., & Smith, J. D. (۱۹۸۳). Influence of ...
  • Feurich, R., & Olsen, N. (۲۰۱۱). Three-dimensional modeling of nonuniform ...
  • Farhadi, A., Sindelar, C., Tritthart, M., Glas, M., Blanckaert, K., ...
  • Hooke, R. B. (۱۹۷۵). Distribution of Sediment Transport and Shear ...
  • The Journal of Geology, ۸۸(۵), ۵۴۳-۵۶۵. https://doi.org/۱۰.۱۰۸۶/۶۲۸۱۴۰ ...
  • Hu, C., Yu, M., Wei, H., and Liu, C. (۲۰۱۹). ...
  • Johannesson, H., & Parker, G. (۱۹۸۹). Secondary flow in a ...
  • Khosronejad, A., Rennie, C., Neyshabouri, S. & Townsend, R. D. ...
  • Kashyap, S., Constantinescu, G., Rennie, C. D., Post, G., & ...
  • Kang, T., Kimura, I., & Shimizu, Y., (۲۰۱۸). Responses of ...
  • Luo J., & Razinsky, E. H. (۲۰۰۹) Analysis of turbulent ...
  • Mahmoodi, M., Nili-Ahmadabadi, M., Minaeian, A., Tavakoli, M. R., Norouzi, ...
  • Nanson, R. A. (۲۰۱۰). Flow fields in tightly curving meander ...
  • Prandtl, L. (۱۹۴۲). Führer durch die Strömungslehre. Vieweg, Braunschweig ...
  • Ruether, N., & Olsen, N. (۲۰۰۵). Three-dimensional modeling of sediment ...
  • Russell, P., & Vennell, R. (۲۰۱۹). High Resolution Observations of ...
  • Stoesser, T., Ruether, N., & Olsen, N. R. B. (۲۰۱۰). ...
  • Thomson, J. (۱۸۷۶). On the origin of windings of rivers ...
  • Termini, D. (۲۰۱۵). Momentum transport and bed shear stress distribution ...
  • Van Balen, W., Uijttewaal, W. S., & Blanckaert, K. (۲۰۰۹). ...
  • Van Balen, W., Blanckaert, K., & Uijttewaal, W. S. (۲۰۱۰). ...
  • Vaghefi, M., Akbari, M., & Fiouz, A. R. (۲۰۱۶). An ...
  • Yan, X., Rennie, C. D., & Mohammadian, A. (۲۰۲۰). A ...
  • نمایش کامل مراجع