بررسی تاثیر دیواره های غیر مستغرق جداکننده جریان بر کاهش فرسایش سواحل رودخانه ها در خم ها

در تحقیق حاضر، مطالعات آزمایشگاهی بر روی قوس تند ۹۰ درجه در سه حالت بدون دیواره ، با دیواره میانی غیر مستغرق در طول قوس و با دیواره غیر مستغرق میانی امتداد یافته در دو دبی متفاوت انجام شده، الگوی جریان در خم تند ۹۰ درجه و تاثیر دیواره بر پارامترهای سرعت طولی و عمق بررسی شده است. جهت مدلسازی عددی با استفاده از نرمافزار FLUENT ۶.۳ ابتدا بهترین سیستم شبکه بندی مدل مشخص شده و سپس مدل قوس بدون دیواره با چهار مدل آشفتگی LES ، ε (realizable) k-، k-ε (RNG) شبه سازی و نهایتا (k-ε (RNG به عنوان بهترین مدل آشفتگی انتخاب شده است. بعد از صحتسنجی نتایج و اطمینان از عملکرد نرمافزار، مقادیر سرعت جریان ثانویه از مدل های عددی برداشت شده و مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته اند و همچنین در جهت توسعه مطالعات آزمایشگاهی، سه مدل قوس با دیواره غیر مستغرق از زاویه ۴۵ درجه تا ۲۰ سانتیمتر بعد از قوس، قوس با دیواره از انتهای قوس تا ۳۰ سانتیمتر پس از آن و قوس با دیواره نامتقارن شبیه سازی گشته است. نتایج نشان میدهد در حالت قوس بدون دیواره سرعت ماکزیمم در فاصله ای برابر با عرض کانال قبل از قوس متمایل به دیواره داخلی شده و از زاویهای حدود ۴۵ درجه شروع به حرکت به سمت دیواره خارجی کانال مینماید. همچنین شیب عرضی سطح آب در فاصلهای کمتر از عرض کانال قبل از قوس شروع شده و تا زاویه ۴۵ درجه افزایش و پس از آن کاهش مییابد. از میان مدل های آزمایشگاهی و عددی مطالعه شده، مدل قوس با دیواره نامتقارن بهترین عملکرد را در کاهش اثرات مخرب جریان در قوسهای تند داشته است . این مدل توانسته است سرعت نزدیک دیواره خارجی و سرعت جریان ثانویه پس از قوس را به میزان مطلوبی کاهش داده، بالاآمدگی آب در دیواره خارجی قوس را نه تنها به طور کامل از بین برده است بلکه باعث کاهش عمق آب نسبت به جریان نرمال نیز شده است.

کلیدواژه ها:

خم تند ، دیواره غیر مستغرق ، جریان ثانویه ، سرعت ماکزیمم ، شبیه سازی عددی