أكثر

5: التدفق المفتوح - علوم الأرض

5: التدفق المفتوح - علوم الأرض


هذا الفصل هو عرض انتقائي لبعض الموضوعات الهامة في التدفق الحر. سأؤجل النظر في توليد وانتشار موجات الجاذبية على السطح الحر لجسم سائل ثابت أو متدفق حتى الفصل 6 ، بشأن التدفق التذبذب.

  • 5.1: مقدمة في التدفق المفتوح
    تدفقات القنوات المفتوحة هي تلك التي لم يتم تضمينها بالكامل ضمن حدود جامدة ؛ جزء من التدفق متعاقد مع أي شيء على الإطلاق ، مجرد مساحة فارغة. يُطلق على سطح التدفق المتشكل بهذه الطريقة اسم السطح الحر ، لأن حدود التدفق هذه قابلة للتشوه بحرية ، على عكس الحدود الصلبة. إن الظروف الحدودية على السطح الحر لتدفق القناة المفتوحة هي دائمًا أن كلا من الضغط وإجهاد القص يكونان صفرًا في كل مكان.
  • 5.2: مشكلتان عمليتان
    أحد الأشياء المثيرة للاهتمام حول تدفق القناة المفتوحة هو تأثير الجاذبية على شكل السطح الحر بالنسبة إلى الحدود الصلبة. جميع الأنهار ذات القنوات المفتوحة ، حتى الأنهار العريضة المهيبة مثل نهر المسيسيبي ، أو التدفقات في القنوات المختبرية التي نحاول الحفاظ على انتظامها قدر الإمكان ، تخضع لمثل هذه التأثيرات من الجاذبية.
  • 5.3: التدفق المنتظم
    يعمل التدفق المنتظم كحالة مرجعية جيدة يمكن من خلالها التفكير في تأثير الجاذبية على السطح الحر في تدفق قناة مفتوحة. فقط إذا كان من الممكن تعديل تدفق القناة المفتوحة بطريقة ما ليكون منتظمًا تمامًا ، بمعنى أن سطح الماء مستوٍ وعمق التدفق هو نفسه في جميع المقاطع العرضية على طول التدفق ، يمكن أن يكون تأثير الجاذبية في تشكيل التدفق تجاهله.
  • 5.4: الطاقة في تدفق القنوات المفتوحة
    لمعالجة مشكلتي انتقال القناة المطروحتين سابقًا ، نحتاج إلى إلقاء نظرة فاحصة على الطاقة الميكانيكية في تدفق قناة مفتوحة ، وكيف يتم تغيير تقسيم المكونات المختلفة لتلك الطاقة الميكانيكية ، الحركية والإمكانات ، عند الانتقال في السؤال.
  • 5.5: القفزة الهيدروليكية
  • 5.6: الأنظمة الهيدروليكية لتدفق القناة المفتوحة
  • 5.7: تدفق متنوع تدريجيًا

افتح قناة التدفق فوق قاع نهر قابل للنفاذ

لقد قمنا بتصميم نموذج لتدفق قناة مفتوحة عبر وسائط مسامية (نهر). في النموذج ، اعتبرنا الماء مائعًا غير قابل للضغط ، حيث أن التدفق ثابت وموحد يفترض أن يكون النظام متساوي الحرارة وأن التدفق ، أيضًا تدفق رقائقي. لقد حللنا المعادلة الناتجة باستخدام الطريقة التحليلية. من خلال بعض العمليات الرياضية ، تم تقليل المعادلة التفاضلية الجزئية للزخم (PDE) إلى المعادلة التفاضلية العادية (ODE) وتم حل المعادلات الناتجة تحليليًا باستخدام تقنية حل المعادلات الخطية ذات المعاملات الثابتة - طريقة تغيير المعلمات. تم تحليل النتيجة ورسمها على الرسم البياني باستخدام MATLAB لإظهار تأثير النفاذية على معاملات التدفق مثل السرعة وتدرج الضغط وارتفاع القناة. تم تقديم توصيات للتحكم في تدفق الأنهار وإدارته.


1 المقدمة

[2] تتميز العمليات في تكوينات الأنهار الطبيعية بتفاعل مهم بين مجال التدفق ثلاثي الأبعاد ونقل الرواسب وقياس الأعماق. تعتبر الحركة المتقاطعة ، على سبيل المثال ، ذات أهمية خاصة لأنها تعيد توزيع السرعة ، وتؤثر على اتجاه وحجم إجهاد القص الحدودي ونقل الرواسب ، وتؤثر على تطور قياس الأعماق ، وانتشار وخلط المواد المعلقة مثل الملوثات أو المغذيات .

[3] يعد التنبؤ والمعرفة بالتدفق ثلاثي الأبعاد ونقل الرواسب وقياس الأعماق أمرًا مهمًا في هندسة النهر وإدارته ، على سبيل المثال في تصميم مشاريع تنشيط النهر ، وصيانة ممرات الملاحة وتحسينها ، وتحسين وظائف الأنهار البيئية ، وما إلى ذلك.

[4] النماذج ثنائية الأبعاد (2D) بمتوسط ​​العمق هي حاليًا أكثر الأدوات استخدامًا للتنبؤ بالتدفق ونقل الرواسب وقياس الأعماق في الأنهار. تم اقتراح النماذج من قبل ، على سبيل المثال ، شيميزو وإيتاكورا [1989] , قاسم وشودري [2002] , داربي وآخرون [2002] , مينه دوك وآخرون. [2004] , وو [2004] و تشوي وآخرون. [2005]. يتمثل العيب الرئيسي لهذه النماذج في أنها لا تستطيع حساب الهيكل الرأسي لحقل التدفق ، وخاصة بالنسبة للدوران المتقاطع الذي يعد آلية سائدة في تكوينات النهر ثلاثية الأبعاد المعقدة [ روزوفسكي, 1957 بلانكيرت, 2001 بلانكيرت وغراف، 2004]. تم تطوير وتنفيذ نماذج فرعية شبه تجريبية للدوران المتقاطع الناجم عن الانحناء (وتسمى أيضًا التدفق الثانوي أو التدفق الحلزوني أو التدفق الحلزوني) ، على سبيل المثال ، Struiksma et al. [1985] , فيني وآخرون. [1999] , قاسم وشودري [2002] , بلانكيرت ودي فريند [2003] و Blanckaert et al. [2003]. يمكن أيضًا الحصول على معاملات هيكل التدفق العمودي من خلال إلحاق معادلات لحظة الزخم بالنموذج ثنائي الأبعاد الأصلي [على سبيل المثال ، انظر يه وكينيدي, 1993 جين وستيفلر, 1993 الغمري, 1999 غمري وشتيفلر, 2005 فاسكيز وآخرون، 2005]. هذه ما يسمى بالنماذج شبه ثلاثية الأبعاد لا تسفر إلا عن نتائج مرضية في تكوينات نهرية بسيطة نسبيًا ، مثل انحناءات القنوات المفتوحة المنحنية بشكل ضعيف إلى معتدل.

[5] تم نشر الحسابات ثلاثية الأبعاد للتدفق في الانحناءات المنحنية ذات القنوات المفتوحة بدءًا من أواخر السبعينيات (على سبيل المثال ، انظر المناقشة بواسطة سيليك ورودي [1988]). أصبحت النماذج غير الهيدروستاتيكية ثلاثية الأبعاد بالكامل للتدفق ونقل الرواسب في قنوات القاعدة السائبة مجدية من الناحية الحسابية مؤخرًا. تم تطبيق هذه النماذج بنجاح على حالة الانحناءات المعتدلة (كانت النسبة بين متوسط ​​الانحناء وعرض القناة أكبر من أربعة) الانحناءات المنحنية ذات القناة المفتوحة بواسطة شيميزو وآخرون [1990] , وو وآخرون. [2000] , روثر وأولسن [2005 ، 2006] ، و Zeng et al. [2005 أ ، 2005 ب ، 2008] وبواسطة خوسروني نجاد وآخرون. [2007] .

[6] ليس من الواضح تمامًا ما إذا كانت هذه النماذج ثلاثية الأبعاد قادرة على التنبؤ بدقة بعمليات الأنهار في بيئة النهر الطبيعية الأكثر تعقيدًا. ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن فهمنا للعمليات ذات الصلة يعتمد بشكل أساسي على المعرفة المكتسبة في التكوينات المختبرية المبسطة. يتم إعاقة التقدم بسبب عدم وجود بيانات تجريبية مفصلة في تكوينات التدفق ثلاثية الأبعاد المعقدة التي من شأنها أن تسمح بتعزيز الرؤية في العمليات ذات الصلة والتحقق من صحة الأدوات الرقمية.

[7] إن تطوير رؤى عامة وأدوات هندسية وإدارية موثوقة لبيئة الأنهار الطبيعية أمر معقد بسبب التنوع الكبير في مقاييس الأعماق والتكوينات التي تمت مواجهتها. تركز هذه الورقة على تكوين حاد للانحناء بقناة واحدة مفتوحة والذي تم تصميمه ليشمل جميع العمليات التي تحدث في بيئة النهر الطبيعية بطريقة مبالغ فيها ، من أجل جعلها مرئية بشكل أفضل والسماح بالتحقق من نموذج مورفوديناميكي ثلاثي الأبعاد عن طريق حالة اختبار شديدة للغاية (على سبيل المثال ، من حيث قوة وأهمية حركات التيار المتقاطع).

[9] يوفر بيانات تجريبية عن التوزيعات ثلاثية الأبعاد لمتوسط ​​سرعة التدفق والاضطراب المقاس باستبانة مكانية وزمنية عالية في تجربتين في منحنى حاد بقناة مفتوحة ، الأولى فوق سرير مسطح والثانية فوق قياس أعماق قاع متحرك متوازن تحت ظروف هيدروليكية مماثلة. التجارب تمثيلية للتكوين الأولي والنهائي لعملية المسح والترسيب في الانحناءات ذات القناة المفتوحة المنحنية بشدة ، على التوالي. النسبة بين متوسط ​​الانحناء ، صوعرض القناة ب، في التجارب الحالية يقترب من 1.3 وهو أقل بكثير من القيم التي تم النظر فيها في التحقيقات التجريبية السابقة [على سبيل المثال ، بلانكيرت, 2001 بلانكيرت وغراف, 2004 Blanckaert et al., 2003 بلانكيرت ودي فريند، 2003، 2005a، 2005b] التي كانت النسبة فيها أكبر من 4. وبالتالي ، فإن قوة الحركات عبر التيارات أكثر أهمية وهذه الحالة أكثر صعوبة للتنبؤ بالمحاكاة العددية.

[10] يتحقق ويقيم الوحدات الهيدروديناميكية والمورفودناميكية لمحلل نافيير-ستوكس غير الهيدروستاتيكي للتدفق ونقل الرواسب وقياس الأعماق عن طريق البيانات التجريبية المقدمة للانحناءات شديدة الانحناء. تتجنب الوحدة الهيدروديناميكية استخدام قانون الجدار وتطبق شبكات دقيقة بما يكفي لدمج المعادلات الحاكمة من خلال الطبقة الفرعية اللزجة. تم التحقق من صحة هذا النموذج بالفعل لتكوينات النهر المستقيم وتكوينات الانحناء ذات القناة المفتوحة المنحنية بشكل معتدل [ Zeng et al.، 2005 أ ، 2008]. على حد علمنا ، هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام نموذج ثلاثي الأبعاد بالكامل RANS مزود بقدرات سرير متحرك للتنبؤ بقياس عمق التدفق والتوازن في مثل هذا التكوين المعقد لانحناء القناة (النسبة ص/ب = 1.3). تمثل ظروف التدفق هذه تحديًا كبيرًا لنماذج 3D RANS ، ولا سيما تلك التي تحتوي على إمكانيات سرير متحرك.

[11] يستخدم بيانات المحاكاة التجريبية والرقمية لتعزيز البصيرة في فيزياء التدفق في الانحناءات ذات الانحناءات القوية جدًا فوق قياس الأعماق المسطح والمتوازن. على سبيل المثال ، تسمح المحاكاة العددية بالتنبؤ بتوزيع إجهاد قص السرير على السرير بأكمله وتقدير توزيع معامل نوع Chezy الذي يجب وصفه في نماذج التدفق ثنائية الأبعاد بمتوسط ​​العمق والتي تستخدم على نطاق واسع في هندسة النهر.

[12] يسمح بتقدير مقدار الاختلافات بين نتائج المحاكاة والقياسات التجريبية التي ترجع إلى نموذج الاضطراب ومقدارها بسبب أخطاء في التنبؤ بملامح قياس الأعماق. يتم ذلك من خلال مقارنة النتائج من التجربة مع النتائج من محاكاة مع سرير مشوه ثابت (قياس الأعماق المتوازن تم الحصول عليه من التجربة) ومن محاكاة مع سرير متحرك حيث يتم التنبؤ بقياسات أعماق التوازن بواسطة النموذج. ترجع الاختلافات بين التجربة ومحاكاة السرير المشوه الثابت بشكل أساسي إلى نموذج الاضطراب المستخدم. ترجع الاختلافات بين التجربة ومحاكاة السرير المتحرك إلى كل من نموذج الاضطراب ونموذج نقل الرواسب.


التحميل الان!

لقد سهلنا عليك العثور على كتب إلكترونية بتنسيق PDF دون أي حفر. ومن خلال الوصول إلى كتبنا الإلكترونية عبر الإنترنت أو عن طريق تخزينها على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، يكون لديك إجابات مناسبة مع Uniform Open Channel Flow و The Manning Equation. للبدء في العثور على Uniform Open Channel Flow و The Manning Equation ، فأنت محق في العثور على موقعنا الإلكتروني الذي يحتوي على مجموعة شاملة من الأدلة المدرجة.
مكتبتنا هي الأكبر من بين هذه المكتبات التي تحتوي على مئات الآلاف من المنتجات المختلفة الممثلة.

أخيرًا ، حصلت على هذا الكتاب الإلكتروني ، شكرًا على كل تدفق القنوات المفتوحة الموحدة ومعادلة مانينغ التي يمكنني الحصول عليها الآن!

لم أكن أعتقد أن هذا سيعمل ، أظهر لي أفضل أصدقائي هذا الموقع ، وهو يعمل! أحصل على الكتاب الإلكتروني المطلوب

wtf هذا الكتاب الاليكترونى الرائع مجانا ؟!

أصدقائي غاضبون جدًا لدرجة أنهم لا يعرفون كيف أمتلك كل الكتب الإلكترونية عالية الجودة التي لا يعرفون عنها!

من السهل جدًا الحصول على كتب إلكترونية عالية الجودة)

الكثير من المواقع المزيفة. هذا هو أول واحد نجح! شكرا جزيلا

wtffff أنا لا أفهم هذا!

ما عليك سوى اختيار النقر ثم زر التنزيل ، وإكمال العرض لبدء تنزيل الكتاب الإلكتروني. إذا كان هناك استبيان يستغرق 5 دقائق فقط ، فجرب أي استطلاع يناسبك.


متاح الان

تم وصف النظام الهيدروليكي للقنوات المفتوحة ، الذي نُشر في الأصل عام 1959 ، بأنه أحد أفضل الكتب المدرسية التي تمت كتابتها على الإطلاق. إن الأوصاف الواضحة للمبادئ الأساسية الخالدة تجعل من تشاو كلاسيكيًا. يجب على أي شخص يرغب في التعلم والتعليم والعمل مع الماء والسوائل أن يمتلك نسخة.

تتعامل المكونات الهيدروليكية ذات القناة المفتوحة مع تصميم التدفق في القنوات المفتوحة والهياكل ذات الصلة. يغطي كلا من النظرية والتطبيق ، ويحاول سد الفجوة الموجودة بشكل عام بين الاثنين. يتم تقديم النظرية أولاً ثم يتم تطبيقها على مشاكل التصميم. في كثير من الحالات يتم توضيح تطبيق النظرية بأمثلة عملية. غالبًا ما يتم تبسيط النظرية من خلال تبني معالجات أقل صرامة من الناحية النظرية مع مفاهيم سليمة ، عن طريق تجنب استخدام التلاعبات الرياضية المتقدمة ، أو عن طريق استبدال مثل هذه التلاعبات بإجراءات عددية عملية. لتسهيل فهم الموضوع ، يعتمد العلاج في الغالب على حالة التدفق أحادي أو ثنائي الأبعاد. يتعامل الكتاب بشكل أساسي مع الممارسات الأمريكية ولكنه يتضمن أيضًا معلومات ذات صلة من العديد من البلدان في جميع أنحاء العالم. تنقسم المادة إلى خمسة أقسام رئيسية من أجل معالجة منظمة ومنطقية للموضوع: المبادئ الأساسية. التدفق الموحد والتدفق المتنوع والتدفق المتنوع بسرعة والتدفق غير المستقر. يوجد 67 مثالًا توضيحيًا و 282 رسمًا توضيحيًا و 319 مشكلة و 810 مرجعًا.

كان هذا الكتاب المدرسي الكلاسيكي أول كتاب باللغة الإنجليزية حول هذا الموضوع منذ عقدين. المكونات الهيدروليكية ذات القنوات المفتوحة هو نص قيم لطلاب ميكانيكا الهندسة. الهيدروليكا. مدني. زراعي. صحية. والهندسة الميكانيكية ، وخلاصة وافية مفيدة للمهندسين الممارسين.

جدول المحتويات الجزء الأول. المبادئ الأساسية. الفصل 1. تدفق القناة المفتوحة وتصنيفاتها. الفصل 2. فتح القنوات وخصائصها. الفصل 3. مبادئ الطاقة والزخم. الفصل 4. التدفق الحرج: حسابه وتطبيقاته. الجزء الثاني. تدفق موحد. الفصل 5. تطوير التدفق الموحد وصيغه. الفصل 6. حساب التدفق الموحد. الفصل 7. تصميم القنوات لتدفق موحد. الفصل 8. المفاهيم النظرية لطبقة الحدود وخشونة السطح وتوزيع السرعة وعدم استقرار التدفق المنتظم. الجزء الثالث. تدفق متنوع تدريجيًا. الفصل 9. النظرية والتحليل. الفصل 10. طرق الحساب. الفصل 11. مشاكل عملية. الفصل 12. التدفق المتنوع مكانيا. الجزء الرابع. تدفق سريع التغير. الفصل 13. مقدمة. الفصل 14. التدفق فوق مجاري المياه. الفصل 15. القفز الهيدروليكي واستخدامه كمبدد للطاقة. الفصل 16. FloFlow في قنوات المحاذاة غير الخطية. الفصل 17. التدفق من خلال أقسام القناة غير المنشورية. الجزء الخامس. التدفق غير المستقر. الفصل 18. التدفقات المتغيرة تدريجيا غير مستقرة. الفصل 19. سريع متنوع التدفق غير المستقر. الفصل 20. توجيه الفيضانات. الملحق أ. العناصر الهندسية لأقسام القناة الدائرية. الملحق ب. عناصر هندسية لأقسام القنوات شبه المنحرفة والمثلثة والمكافئة. الملحق ج. حل الرسم البياني لصيغة مانينغ. الملحق د. جدول وظائف التدفق المتنوع. الملحق هـ. جدول وظائف التدفق المتنوع للأقسام الدائرية. فهرس الاسم. دليل الموضوع.

كان الدكتور فين تي تشاو أستاذًا للهندسة الهيدروليكية وقاد أبحاث الهندسة الهيدروليكية وبرامج التدريس في جامعة إلينوي. من خلال سنوات عديدة من الخبرة كمدرس ومهندس وباحث وكاتب. محاضر ومستشار ، أصبح رائدًا معترفًا به دوليًا في مجالات الهيدروليكا والهيدرولوجيا والهندسة الهيدروليكية.

قام بتأليف كتابين تقنيين وأكثر من 60 مقالاً وبحثاً في مجلات ومجلات هندسية علمية. كان عضوًا في lAHR و ASCE و AGU و AAAS و SEE و Sigma Xi ، وكان رئيسًا للجنة البحوث الدائمة للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي حول الجريان السطحي.


التحميل الان!

لقد سهلنا عليك العثور على كتب إلكترونية بتنسيق PDF دون أي حفر. ومن خلال الوصول إلى كتبنا الإلكترونية عبر الإنترنت أو عن طريق تخزينها على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، يكون لديك إجابات مناسبة مع Uniform Open Channel Flow و The Manning Equation. للبدء في العثور على Uniform Open Channel Flow و The Manning Equation ، فأنت محق في العثور على موقعنا الإلكتروني الذي يحتوي على مجموعة شاملة من الأدلة المدرجة.
مكتبتنا هي الأكبر من بين هذه المكتبات التي تحتوي على مئات الآلاف من المنتجات المختلفة الممثلة.

أخيرًا ، حصلت على هذا الكتاب الإلكتروني ، شكرًا على كل تدفق القنوات المفتوحة الموحدة ومعادلة مانينغ التي يمكنني الحصول عليها الآن!

لم أكن أعتقد أن هذا سيعمل ، أظهر لي أفضل أصدقائي هذا الموقع ، وهو يعمل! أحصل على الكتاب الإلكتروني المطلوب

wtf هذا الكتاب الاليكترونى الرائع مجانا ؟!

أصدقائي غاضبون جدًا لدرجة أنهم لا يعرفون كيف أمتلك كل الكتب الإلكترونية عالية الجودة التي لا يعرفون عنها!

من السهل جدًا الحصول على كتب إلكترونية عالية الجودة)

الكثير من المواقع المزيفة. هذا هو أول واحد نجح! شكرا جزيلا

wtffff أنا لا أفهم هذا!

ما عليك سوى اختيار النقر ثم زر التنزيل ، وإكمال العرض لبدء تنزيل الكتاب الإلكتروني. إذا كان هناك استبيان يستغرق 5 دقائق فقط ، فجرب أي استطلاع يناسبك.


6 الاستنتاجات

توثق هذه الدراسة بنية التدفق ومورفولوجيا القناة لقناة مهجورة تحت ثلاثة تصريفات. تم الحفاظ على القناة المهجورة لمدة 25 عامًا على الأقل ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى القناة المهجورة التي تطفو فوق قاع نهري كنساس وبيج بلو وبسبب زاوية التحويل المنخفضة للقناة المهجورة. تشير بيانات بنية التدفق إلى وجود مناطق كبيرة من ركود التدفق وفصل التدفق عند مدخل القناة وخروجها. المياه المنقولة لأعلى في القناة من المخرج تقابل المياه التي تمر عبر مدخل القناة المهجورة وأسفرت عن مناطق كبيرة من ركود التدفق وإعادة الدوران ، مع عدم محاذاة متجهات سرعة متوسط ​​العمق في اتجاه واحد كانت منطقة ركود التدفق وإعادة الدوران أكبر خلال أدنى تصريف وأصغر خلال أحداث التفريغ الأعلى. تصرفت مورفولوجيا القناة المهجورة كما هو متوقع ، مع زيادة أبعاد القناة كدالة للمرحلة.


شاهد الفيديو: What does the original Hebrew text reveal about Genesis 1-11? - Dr. Steve Boyd