Research Article

Experimental and Numerical Analysis of Energy Dissipation with Sluice Gate and Weirs in Trapezoidal Channel

Volume: 5 Number: Özel Sayı February 23, 2022
TR EN

Experimental and Numerical Analysis of Energy Dissipation with Sluice Gate and Weirs in Trapezoidal Channel

Abstract

Açık kanallarda kanal boyunca akışın hızlanmasını sınırlamak ve su yapıları etrafındaki kuvvetleri azaltmaya yardımcı olmak için genellikle kapak veya savaklardan yalnız biri regülasyon amacıyla kullanılmaktadır. Savak kapakları yalnız kullanıldığında, kuyruk suyu derinliğine ve kapak açıklığına bağlı olarak serbest veya batmış akış koşulları meydana gelebilir ve mansapta hidrolik sıçrama oluşabilir. Bu durumda, kapağın mansabındaki yüksek akış hızı ve hidrolik enerji nedeniyle bu bölgedeki batık veya yarı batık yapıların zarar görmesi olasıdır. Kapak ve savakların beraber kullanımı, hem nehir tabanının stabilitesinin korunması hem de en kesit boyunca uzanan batık borular ve iletim hatları gibi yapılara zarar gelmemesi için tercih edilebilir. Bu çalışmada savak kapağı ile değişen en kesitli savaklar birlikte kullanıldığında kanalın ve kanal en kesiti doğrultusunda uzanan boru hattı etrafındaki akış özelliklerinin değişimi araştırılmıştır. Deneysel akış hızı ve su seviyeleri farklı debiler için ölçülmüştür. Bu ölçümler, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yazılımının sınır koşullarını belirlemek ve HAD ile elde edilen akış özelliği değerlerini doğrulamak için kullanılmıştır. Doğrulamanın ardından HAD yazılımı ile deneysel olarak ölçülemeyen noktaların hız, basınç ve özgül hidrolik enerji değerleri de elde edilmiştir. Hem deneysel hem de sayısal analizler sonucunda, kapak ve savak yapılarının birlikte kullanılmasıyla hidrolik enerjinin önemli ölçüde azaltılabileceği görülmüştür. Yüksek debilerde savak geometrisinin enerji kaybı üzerindeki etkisi açıkça görülmektedir. İki yapının birlikte kullanılmasıyla hem açık kanallardaki su derinliği istenilen seviyede tutulacak hem de su altı yapılarına etki eden su kuvvetleri nedeniyle olası hasarların önüne geçilecektir.

Keywords

References

  1. Abdelmonem, YK., Shabayek, S., Khairy, AO. Energy dissipation downstream sluice gate using a pendulum sill. Alexandria Engineering Journal 2018; 57(4): 3977-3983
  2. Al-Khatib, IA., Gogus, M. Prediction models for discharge estimation in rectangular compound broad-crested weirs. Flow Measurement and Instrumentation 2014; 36, 1-8
  3. Bijankhan, M., Kouchakzadeh, S., Belaud, G. Application of the submerged experimental velocity profiles for the sluice gate's stage-discharge relationship. Flow Measurement and Instrumentation 2017; 54, 97-108
  4. Cassan, L., Belaud, G. Experimental and numerical investigation of flow under sluice gates. Journal of Hydraulic Engineering 2012; 138(4): 367-373
  5. Denys, FJ., Basson, GR. Unsteady hydrodynamic behavior at piano key weirs. Journal of Hydraulic Engineering 2020; 146(5): 04020028
  6. Dou, M., Qin, C., Li, G., Wang, C. Research on calculation method of free flow discharge based on artificial neural network and regression analysis. Flow Measurement and Instrumentation 2020; 72, 101707
  7. Erdbrink, CD., Krzhizhanovskaya, VV., Sloot, PM. Free-surface flow simulations for discharge-based operation of hydraulic structure gates. Journal of Hydroinformatics 2014; 16 (1): 189-206
  8. Ferro, V. Testing the stage-discharge relationship of a sharp crested sluice gate deduced by the momentum equation for a free-flow condition. Flow Measurement and Instrumentation 2018; 63, 14-17

Details

Primary Language

English

Subjects

Civil Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

February 23, 2022

Submission Date

December 15, 2021

Acceptance Date

January 25, 2022

Published in Issue

Year 2022 Volume: 5 Number: Özel Sayı

APA
Gemici, E., Kocaman, N., Vural, T., & Züngör, M. (2022). Experimental and Numerical Analysis of Energy Dissipation with Sluice Gate and Weirs in Trapezoidal Channel. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 5(Özel Sayı), 156-169. https://doi.org/10.47495/okufbed.1036997
AMA
1.Gemici E, Kocaman N, Vural T, Züngör M. Experimental and Numerical Analysis of Energy Dissipation with Sluice Gate and Weirs in Trapezoidal Channel. Osmaniye Korkut Ata University Journal of The Institute of Science and Techno. 2022;5(Özel Sayı):156-169. doi:10.47495/okufbed.1036997
Chicago
Gemici, Ercan, Numan Kocaman, Tuğba Vural, and Mert Züngör. 2022. “Experimental and Numerical Analysis of Energy Dissipation With Sluice Gate and Weirs in Trapezoidal Channel”. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 5 (Özel Sayı): 156-69. https://doi.org/10.47495/okufbed.1036997.
EndNote
Gemici E, Kocaman N, Vural T, Züngör M (February 1, 2022) Experimental and Numerical Analysis of Energy Dissipation with Sluice Gate and Weirs in Trapezoidal Channel. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 5 Özel Sayı 156–169.
IEEE
[1]E. Gemici, N. Kocaman, T. Vural, and M. Züngör, “Experimental and Numerical Analysis of Energy Dissipation with Sluice Gate and Weirs in Trapezoidal Channel”, Osmaniye Korkut Ata University Journal of The Institute of Science and Techno, vol. 5, no. Özel Sayı, pp. 156–169, Feb. 2022, doi: 10.47495/okufbed.1036997.
ISNAD
Gemici, Ercan - Kocaman, Numan - Vural, Tuğba - Züngör, Mert. “Experimental and Numerical Analysis of Energy Dissipation With Sluice Gate and Weirs in Trapezoidal Channel”. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 5/Özel Sayı (February 1, 2022): 156-169. https://doi.org/10.47495/okufbed.1036997.
JAMA
1.Gemici E, Kocaman N, Vural T, Züngör M. Experimental and Numerical Analysis of Energy Dissipation with Sluice Gate and Weirs in Trapezoidal Channel. Osmaniye Korkut Ata University Journal of The Institute of Science and Techno. 2022;5:156–169.
MLA
Gemici, Ercan, et al. “Experimental and Numerical Analysis of Energy Dissipation With Sluice Gate and Weirs in Trapezoidal Channel”. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 5, no. Özel Sayı, Feb. 2022, pp. 156-69, doi:10.47495/okufbed.1036997.
Vancouver
1.Ercan Gemici, Numan Kocaman, Tuğba Vural, Mert Züngör. Experimental and Numerical Analysis of Energy Dissipation with Sluice Gate and Weirs in Trapezoidal Channel. Osmaniye Korkut Ata University Journal of The Institute of Science and Techno. 2022 Feb. 1;5(Özel Sayı):156-69. doi:10.47495/okufbed.1036997

23487


196541947019414

19433194341943519436 1960219721 197842261021238 23877

*This journal is an international refereed journal 

*Our journal does not charge any article processing fees over publication process.

* This journal is online publishes 5 issues per year (January, March, June, September, December)

*This journal published in Turkish and English as open access. 

19450 This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.