Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering ( IF 1.7 ) Pub Date : 2021-06-27 , DOI: 10.1007/s40996-021-00695-8 Abbas Hoseini , Jahanshir Mohammadzadeh-Habili
The spillways are mainly used for flood releases from dam reservoirs and flow diversion from rivers. The quarter-circular crested spillway is the new shape of spillways. The upstream quadrant of this spillway consisted of a quarter-circular arc, and its downstream surface profile is matched on lower nappe profile of free jet over the quarter-circular crested weir. The present study aims to formulate the geometry and discharge properties of quarter-circular crested spillway. To these ends, experiments were conducted on eleven models of quarter-circular crested weir and the crest radius, downstream surface profile and design head of the quarter-circular crested spillway were formulated using experimentally measured data. Applying the convex streamline theory, the discharge coefficient and crest section velocity profile of the quarter-circular crested spillway at design head were also formulated. Results indicated good agreement between theoretically obtained equations and the experimentally measured data. Additionally, discharge coefficient of quarter-circular crested spillway is obtained equal to that of the classical ogee spillway. Surface body area, and consequently structural weight of quarter-circular crested spillway, is about 18% greater than that of classical ogee spillway, contributing more structural stability of quarter-circular crested spillway. Practically, quarter-circular crested spillway can be used as a suitable alternative instead of sloping the upstream face of the classical ogee spillway for structural stability.
中文翻译:
用实验和凸流线理论研究四分之一圆顶溢洪道
溢洪道主要用于大坝水库泄洪和河流分流。四分之一圆顶溢洪道是溢洪道的新形态。该溢洪道上游象限由一个四分之一圆弧组成,其下游表面轮廓与四分之一圆顶堰上方自由射流的下推覆轮廓相匹配。本研究旨在制定四分之一圆顶溢洪道的几何形状和排放特性。为此,对 11 个四分之一圆顶堰模型进行了实验,并使用实验测量数据制定了四分之一圆顶溢洪道的坝顶半径、下游表面轮廓和设计水头。应用凸流线理论,还计算了设计水头处四分之一圆顶溢洪道的流量系数和波峰截面速度剖面。结果表明,理论获得的方程与实验测量数据之间具有良好的一致性。此外,获得的四分之一圆顶溢洪道的流量系数与经典的拱形溢洪道的流量系数相等。四分之一圆顶溢洪道的表面积和结构重量比经典的拱形溢洪道大18%左右,为四分之一圆顶溢洪道的结构稳定性贡献了更多。实际上,四分之一圆顶溢洪道可以用作合适的替代方案,而不是倾斜经典的 ogee 溢洪道的上游面,以实现结构稳定性。结果表明,理论获得的方程与实验测量数据之间具有良好的一致性。此外,获得的四分之一圆顶溢洪道的流量系数与经典的拱形溢洪道的流量系数相等。四分之一圆顶溢洪道的表面积和结构重量比经典的拱形溢洪道大约18%,为四分之一圆顶溢洪道的结构稳定性贡献了更多。实际上,四分之一圆顶溢洪道可以用作合适的替代方案,而不是倾斜经典的 ogee 溢洪道的上游面,以实现结构稳定性。结果表明,理论获得的方程与实验测量数据之间具有良好的一致性。此外,获得的四分之一圆顶溢洪道的流量系数与经典的拱形溢洪道的流量系数相等。四分之一圆顶溢洪道的表面积和结构重量比经典的拱形溢洪道大18%左右,为四分之一圆顶溢洪道的结构稳定性贡献了更多。实际上,四分之一圆顶溢洪道可以用作合适的替代方案,而不是倾斜经典的 ogee 溢洪道的上游面,以实现结构稳定性。得到的四分之一圆顶溢洪道的流量系数与经典的拱形溢洪道的流量系数相等。四分之一圆顶溢洪道的表面积和结构重量比经典的拱形溢洪道大18%左右,为四分之一圆顶溢洪道的结构稳定性贡献了更多。实际上,四分之一圆顶溢洪道可以用作合适的替代方案,而不是倾斜经典的 ogee 溢洪道的上游面,以实现结构稳定性。得到的四分之一圆顶溢洪道的流量系数与经典的拱形溢洪道的流量系数相等。四分之一圆顶溢洪道的表面积和结构重量比经典的拱形溢洪道大18%左右,为四分之一圆顶溢洪道的结构稳定性贡献了更多。实际上,四分之一圆顶溢洪道可以用作合适的替代方案,而不是倾斜经典的 ogee 溢洪道的上游面,以实现结构稳定性。