research centers


Search results: Found 3

Listing 1 - 3 of 3
Sort by

Article
Numerical Simulation for Estimating Energy Dissipation over Different Types of Stepped Spillways and Evaluate the Performance by Artificial Neural Network

Author: Asmaa Abdul Jabbar Jamel
Journal: Tikrit Journal of Engineering Sciences مجلة تكريت للعلوم الهندسية ISSN: 1813162X 23127589 Year: 2018 Volume: 25 Issue: 2 Pages: 18-26
Publisher: Tikrit University جامعة تكريت

Loading...
Loading...
Abstract

In this research, Flow-3D software uses to study the energy dissipation for stepped spillways with different end sills. The study is bases on three models. The first model contains rectangular end sills in all steppes. The second model contains rectangular end sills between one step and another. The third model contains triangular end sills in all steppes. For each of these models, three different variables are adopt, slope, height of the spillway and a number of steppes, and four different discharges value, carrying the total number of experiments to (324) tests. Analytical results show that the model (3) is the highest energy dissipation for all discharges value. Empirical equations extraction to find the energy dissipation for each of these models. The artificial neural network is also adopt to prove the accuracy and efficiency of the analytical results which are at high rates of compatibility with the values of the coefficient of determination for (model 1), (model 2) and (model 3) equal to (93.47%), (88.20%) and (86.00%) respectively. Also, artificial neural network identifies the most influential factors on the energy dissipation, the friction Froude number is the highest impact on the energy dissipation for models (1) and (2), while the parameter (b/ks) for the model (1).


Article
A Novel Experimental Work and Study on Flow and Energy Dissipation over Stepped Spillways

Author: Thulfikar Razzak Al- Husseini
Journal: Journal of University of Babylon مجلة جامعة بابل ISSN: 19920652 23128135 Year: 2016 Volume: 24 Issue: 4 Pages: 1050-1063
Publisher: Babylon University جامعة بابل

Loading...
Loading...
Abstract

In this study, a novel experimental work was used to study the flow over the stepped spillways and energy dissipation. This novel work was an attempt to increase energy dissipation on stepped spillways since it not include stilling basin and have less cost compared with traditional spillways. So, in this paper, to investigate the increasing of energy dissipation of flow over stepped spillways of different step shapes, a twelve physical plywood models have been built. Experiments have been carried out for different types of step shapes: - plain steps, steps have half cut, inclined end sill steps normal to downstream slopes of stepped face, and steps have a rough surface using crushed gravel. Three downstream slopes of stepped face (è = 30 o, 50 o, and 70 o) were tested with spillway having constant number of steps and constant height. In total, 144 experiments were done, the hydraulic parameters of flow over the models were measured and the energy dissipation of flow was calculated. Experimental results showed that the energy dissipation of flow on inclined end sill, and rough steps are more than the plain one. While the experiments results on the cutting steps showed that the energy dissipation are less than the plain one. With decreasing the downstream slopes of the stepped spillway face, the energy dissipation is increased. In addition, when compared with traditional spillways the case of rough steps and steps with inclined end sill can be used to increase the relative energy dissipation on plain steps by about 19 % and about 18 % respectively for small angle of spillway face since the stepped spillways more effective than traditional spillways by 10 %. Therefore, double that means that the affectivity of stepped spillway was approximately. On the other side, the energy dissipation increased at low discharges by 0.1 % when using the cutting steps but decreased by 13 % with larger discharges. In summary, the flow energy dissipation decreases with increasing the flow rate, and the roughed step spillway surface is more effective compared to the other spillway surfaces at low or high flow rate. According to the flow types, the range of Nappe, Transition, and Skimming will increase for all the forms of steps that used compare with plain step.

هذا البحث هو عبارة عن تقديم لدراسة عملية جديدة استخدمت لتحليل الجريان فوق المطافح المدرجة وتشتيت الطاقة هذه الملحقات الجديدة هي محاولة لزيادة تشتيت الطاقة كون المطافح المدرجة لا تحتاج احواض تشتيت الطاقة وبالتالي تكون اقل كلفة مقارنة بالمطافح التقليدية. ولذلك في هذه الدراسة وللتحري في زيادة تشتيت طاقة الجريان على المطافح المدرجة التي تملك عدة اشكال لدرجاتها تم عمل اثنا عشر نوذجا فيزيائيا من الخشب المقاوم للماء. التجارب تم اجرائها على عدة اشكال من الدرجات -: مستوية, نصف مقطوعة, عوارض مائلة عمودية على وجه المطفح المدرج و درجات مخشنة باستخدام الحصى المكسر. تم استخدام ثلاث ميول لاوجه المطافح المدرجة (è = 30o و è = 50o و è= 70o) مع ثبوت عدد درجات المطافح مع ثبوت ارتفاع تلك المطافح. بصورة عامه تم تشغيل 144 تشغيلة من خالها تم تسجيل المتغيرات الهيدروليكية للجريان ومن ثم تم حساب تشتيت طاقة الجريان. النتائج بينت بان تشتيت طاقة الجريان على الدرجات ذات العوارض المائلة والعوارض المخشنة هي اكثر من العوارض المستوية عدا الدرجات المقطوعة كانت اقل. كذلك ان النتائج بينت انه عندما يقل ميلان وجه المطفح سيؤدي الى زيادة تشتيت الطاقة وعند استخدام الحصى المكسر والعوارض المائلة سيؤدي الى زيادة تشتيت الطاقة بنسبة 19% و 18 % على التوالي بالمقارنة مع المطافح التقليدية غير المدرجة مع العلم ان المطافح المدرجة هي افضل من تلك التقليدية بنسبة 10 %. أي بمعنى ان كفاءة المطافح المدرجة قد تم زيادتها بنسبة مقاربة للضعف. من جانب اخر وعند استخدام الدرجات المقطوعة فان تشتيت الطاقة سيزداد عند المطافح ذات الميول القليلة وعن التصاريف القليلة وبنسبة 0.1 % اما عند زيادة تلك التصاريف فان تشتيت الطاقة سيقل وبنسبة 13% . وبصورة عامه فان تشتيت الطاقة سيقل بزيادة التصاريف. ويتلخص من ذلك فان المطافح المخشنة تبدي تشتيتا اكثر للطاقة لكل التصاريف مقارنة مع بقية الاشكال للدرجات. بالنسبة لانواع الجريان فان مدى جريان الـ nappe و transition و skimming سوف يزداد لكل اشكال الدرجات المستخمة مقارنة مع الدرجات المستوية .


Article
A Laboratory Study Attempt of Flow and Energy Dissipation in Stepped Spillways
محاولة دراسة مختبرية للجريان و الطاقة المتشتتة في المطافح المدرجة

Loading...
Loading...
Abstract

A new laboratory study conducted on stepped spillways in order to investigate their efficiency of dissipating flow energy. All previous study on stepped spillway indicated that the flow energy dissipation decreased as increasing in discharge. Increasing in the step numbers and the spillway slope led to energy dissipation decrease. In this study, an experimental attempt to increase energy dissipation at variable discharges was performed on stepped spillway and that leads to decreasing the cost of initiating the stilling basin or may be ignoring it. Five spillways were constructed from concrete and tested to investigate and compare among them. Three were roughed by gravel with different size for each one, one of them was stepped without any addition, and the last one was stepped with cavitation. The height of stepped spillways was 18 cm with unique numbers of steps (n = 3), and unique downstream slope of stepped face (θ =30⁰) were utilized. The percentage of relative energy dissipation (R.E.D) was increased using rough surface with coarse gravel. When the size of gravel increased, the R.E.D was increased and when using the ratio between heights of gravel to steps of 0.5, the R.E.D was increased to about triple compared with traditional spillways. The R.E.D was decreased when the cavitation on the stepped surface was utilized compared to the stepped spillway without any addition for large discharges and that was inverse for small discharges. Comparing to steps without any addition, the rouged steps with the larger size of gravel maximized the energy dissipation for both small and large discharges. The relative energy dissipation was 26.73 % compared with traditional spillway and 16.73 % compared with stepped spillway without any addition, since the stepped spillways more effective than traditional spillways by 10 %. In general, the R.E.D was decreased when increasing the discharge.

تم تقديم دراسة مختبرية جديدة على المطافح المدرجة لغرض التحري عن كفاءتها في تشتيت طاقة الجريان. ان كل الدراسات السابقة عن المطافح المدرجة بينت ان نسبة تشتت طاقة الجريان تقل عند زيادة التصاريف. وان زيادة عدد مدرجات المطفح وزاوية ميلانه يؤدي الى تقليل تشتيت الطاقة. في هذه الدراسة تم اجراء محاولة عملية لزيادة تشتيت الطاقة على المطافح المدرجة عند عدة التصاريف. وذلك لان زيادة تشتيت الطاقة عند تلك المطافح يؤدي الى تقليل او الاستغناء عن احواض تشتيت الطاقة وبالتالي التقليل من مخاطر القفزة الهيدروليكية. تم انشاء خمس نماذج خرسانية من المطافح المدرجة لغرض اجراء تلك الدراسة والمقارنة بينها. تم تخشين سطح ثلاث من تلك النماذج باستخدام حصى ذات اقطار مختلفة لكل واحد منها وواحد بدون أي إضافة والأخير تم تخشين سطحه باستخدام التجوفات. تم استخدام ارتفاع موحد قدره 18 سم وعدد مدرجات موحدة وهي 3. كذلك تم استخدام زاوية ميلان واحدة لجميع تلك النماذج وهي 30 درجة. تم زيادة تشتيت نسبة طاقة الجريان (R.E.D) باستخدام الحصى وكلما زاد قطر الحصى زاد تشتيت الطاقة وخصوصا عند معدل نسبة ارتفاع قطر تلك الحصى الى ارتفاع المدرجة وقيمته 0.5 وهذا أدى الى زيادة تشتيت طاقة الجريان الى تقريبا ثلاث اضعاف مقارنة بالمطافح التقليدية غير المدرجة. ان نسبة تشتيت الطاقة تقل عند استخدام التجوفات عند التصاريف العالية وتزداد عند التصاريف القليلة مقارنة بالمطافح المدرجة التي لا تحوي أي إضافة. اما فيما لو استخدم الحصى فان ذلك يؤدي الى زيادة تشتيت الطاقة عند التصاريف العالية والقليلة. ان الزيادة في نسبة تشتيت طاقة الجريان كانت 26.73% مقارنة بالمطافح التقليدية و16.73% مقارنة بالمطافح المدرجة التي لا تحوي أي إضافة. لان المطافح المدرجة التي لاتحوي أي إضافة تكون اكثر كفاءة في تشتيت طاقة الجريان بنسبة 10% مقارنة بالمطافح التقليدية غير المدرجة. وبصورة عامة فان نسبة تشتيت طاقة الجريان تقل بزيادة التصاريف.

Listing 1 - 3 of 3
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (3)


Language

English (3)


Year
From To Submit

2018 (1)

2016 (2)