تمت مناقشة رسالة الماجستير للطالب (احمد مجيدحسين ) في قسم هندسة الموارد المائية تحت اشراف الاستاذ الدكتور رياض زهير الزبيدي في يوم الاثنين الموافق 12/10/2020 عن رسالته الموسومة:
“HYDRODYNAMIC INVESTIGATIONS ON USING CURVED GROYNES IN CHANNELS”
” تحريات هيدروديناميكية لاستخدام السنون الحجرية المقوسة في القنوات “
وقد تألفت لجنة المناقشة من الذوات المدرجة اسماءهم ادناه:
أ. د. ثامر محمد احمد رئيسا
أ.م.د. باسم شبع عبد عضوا
أ.م.د. هيثم علاء الشامي عضوا
أ.د.رياض زهير الزبيدي مشرفا
تهدف هذه الدراسة إلى البحث عدديًا في سلوك التدفق حول السنون الحجرية المقوسة من خلال التغيرات في السرعة وإجهاد القص عند قاع القناة وبأشكال مختلفة. تم اختيار نوعين من السنون الحجرية المقوسة وهما السن الحجري ذات شكل (القطع الناقص) ,والسن الحجري ذات شكل (الهوكي), مع مجموعة متنوعة من معلمات التصميم. تضمنت معلمات التصميم عدد السنون الحجرية ونسب الغمر لأجل السن الحجرية ذات شكل (القطع الناقص ) ، بالإضافة إلى أن عدد السنون الحجرية (مفردة وسلسلة) وزوايا التوجيه والمسافة بين السنون الحجرية ونسب الغمر لأجل للسن الحجري ذات شكل (الهوكي).
وبشكل عام ، استخدمت هذه الدراسة بيانات التجارب المختبرية المنشورة حول السنون الحجرية المقوسة للتحقق من استخدام برنامج CFD. ثم يتم إنشاء نموذج التدفق بواسطة هذا البرنامج لإجراء تحقيقات حول تأثير استخدام نوعين من السنون الحجرية المقوسة على الديناميكا المائية للتدفق. علاوة على ذلك يعد ANSYS Fluent جزءً من CFD الذي استخدم في هذه الدراسة لمحاكاة التدفق حول السنون الحجرية المقوسة. وأخيرًا ، تم تنفيذ واحد وستون تشغيلًا عدديًا بواسطة برنامج CFD.
في جميع التشغيلات ، تم استخدام أبعاد القناة المفتوحة بطول 4م وعرضها 0.4م وأرتفاعها 0.175م مع منحدر ثابت للقاع. علاوة على ذلك تم وضع أول سن حجري على بعد 1م من مدخل التدفق مع أرتفاع ثابت هو 10 سم وسمك ثابت هو 1 سم ، وكذلك عرض ثابت للسنون الحجرية يساوي 7 سم. وأخيرًا ، ثلاثة أعماق مائية منتظمة هي (7.5سم ، 10.0سم ، 12.5 سم) تتوافق مع التصاريف (0.0057 م3/ثانية، 0.0087 م3/ثانية ، 0.0119 م3/ثانية )، على التوالي. وتمثل هذه الأعماق ثلاث نسب غمر 75 ، 100 ، 125٪.
أظهرت نتائج التحقق وجود اتفاق منطقي جيد بصري بين البيانات التجريبية السابقة والمحاكاة العددية تحت نفس الظروف. ولذلك فأن نموذج CFD لديه قدرة جيدة على محاكاة الجريان الهيدروليكي حول السنون الحجرية وبدقة ملائمة.
نتيجة المحاكاة لبرنامج CFD ، بالنسبة لشكلين من السنون الحجرية المقوسة ، فإنَّ عدد السنون الحجرية لها تأثير محدود على السرعة وقيم إجهاد القص, ولذلك تعتمد عدد السنون الحجرية على طول ضفة النهر المراد حمايتها والتي قد تكون (مستقيمة، منحنية، متعرجة) لطول النهر. قد زادت نسبة إجهاد القص عند القاع مع زيادة قيمة التصاريف للسنون الحجرية (المفردة والمسلسلة) بالاضافة إلى نسبة الغمر المفضل استخدامها بين 75-100%, أي يجب أن يكون ارتفاع االسنون الحجرية مساوياً لمستوى ضفاف الأنهار.
في سلسلة السنون الحجرية ذات شكل (الهوكي) ، مع نسب الغمر المختلفة والمسافة بينها بصورة شاملة فإنَّ زاوية التوجيه 120 درجة لها أكبر تأثير على الديناميكا المائية للتدفق, بينما زاوية التوجيه ٩٠ درجة لها أصغر تأثير.
في السن الحجري الفردي ، يعتبر السن الحجري ذات شكل (الهوكي) بزاوية التوجيه 90 درجة هو الأفضل مقارنة مع السن الحجري (القطع الناقص) من حيث التغيرات في السرعة وإجهاد قص عند القاع . علاوة على ذلك ، فإنَّ المسافة التي تقل فيها السرعة بالنسبة للسن الحجري ذات شكل (الهوكي) الفردي تساوي ضعف المسافة للسن الحجري (القطع الناقص) الفردي. والسن الحجري ذات شكل (الهوكي) بزاوية التوجيه 90 درجة هو الأفضل عند مقارنته بسلسلة من السن الحجري (القطع الناقص ) من حيث التغيرات في السرعة وإجهاد القص عن القاع وكذلك مسافة السرعة المنخفضة. علاوة على ذلك ، سيكون اختيار السن الحجري ذات شكل (الهوكي) الفردي أكثر اقتصادًا من سلسلة السن الحجري (القطع الناقص ).
أما بالنسبة لسلسلة السنون الحجرية ، فإنَّ السن الحجري (القطع الناقص) هو الأفضل مقارنة مع السن الحجري ذات شكل (الهوكي) بزاوية التوجيه 90 درجة من حيث التغيرات في السرعة وإجهاد قص عند القاع بالإضافة إلى مسافة السرعة المنخفضة. ومع ذلك ، فإنَّ السنون الحجرية ذات شكل (الهوكي) هي أسهل من حيث التصميم والتطبيق.
