بررسی عددی تاثیر زاویه تلاقی بر دینامیک جریان در تلاقی کانال های همکف و غیرهمکف

دینامیک جریان در محل تلاقی رودخانه ها با شش ناحیه اصلی قابل تشخیص است: ناحیه رکود جریان، انحراف جریان، جدایی جریان، حداکثر سرعت، بازیافت جریان و لایه های برشی. زاویه تلاقی، نسبت دبی بین دو شاخه، اختلاف رقوم و غیره از جمله پارامترهای تاثیرگذار بر ابعاد این نواحی هستند. توجه بیشتر مطالعات قبلی بر تلاقی کانال های همکف معطوف بوده است؛ و در زمینه تلاقی های غیرهمکف مطالعات اندک است. این تحقیق به ارزیابی اثر زاویه تلاقی دو کانال بر دینامیک جریان (ناحیه جداشدگی، الگوی جریان و تراز آب)، با استفاده از شبیه سازی سه بعدی Flow-۳D در تلاقی های همکف و غیرهمکف می پردازد. فاکتورهای مهم بررسی شده در این تحقیق، چهار نسبت دبی (نسبت دبی شاخه فرعی به دبی کل برابر با ۲/۰، ۳۳/۰، ۵/۰ و ۶۷/۰)، سه زاویه (۴۵، ۶۰ و ۹۰ درجه) و اختلاف رقوم های متغیر هستند. پیش بینی های شبیه سازی عددی تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد که بین دینامیک جریان در تلاقی های همکف و غیرهمکف تفاوت زیاد است و زاویه اتصال نقشی مهم در تلاقی رودخانه ها، به ویژه در تلاقی های همکف بازی می کند. با افزایش زاویه، ابعاد ناحیه جداشدگی جریان افزایش می یابد به طوری که طول ناحیه جداشدگی در زاویه ۹۰ درجه ۳/۲ برابر طول ناحیه جداشدگی در زاویه ۴۵ درجه برای تلاقی های همکف است. این مقدار در تلاقی های غیرهمکف با اختلاف رقوم های نسبی برابر با ۱/۰، ۲/۰ و ۳/۰ به ترتیب برابر با ۵/۴، ۳ و ۱/۲ است.

کلیدواژه ها:

الگوی جریان ، تلاقی های غیرهمکف ، جداشدگی جریان ، زاویه تلاقی ، شبیه سازی عددی