مطالعه آزمایشگاهی و عددی ساختار سه بعدی جریان در آبگیری جانبی از رودخانه

در این پژوهش، الگوی سهبعدی جریان در آبگیری جانبی از مسیر مستقیم، هم زمان به صورت آزمایشگاهی و عددی شکل، حاصل از برخورد دو کانال مستطیلی با بستر صلب و نسبت عرض کانال آبگیر به T بررسی شد. آزمایشها در یک تقاطع ۱۶ ، برای سه نسبت دبی آبگیری ۱۱ ADV کانال اصلی ۴۰ درصد انجام شد. سرعتهای سه بعدی جریان در محدوده آبگیر با دستگاه و ۲۱ درصد برداشت شد. مطالعه عددی الگوی جریان با استفاده از مدل سه بعدی فلوئنت انجام شد . برای مدل سازی آشفتگی از استفاده شد. با مقایسه نتایج به دست آمده از شبیه سازی (RSM) و همچنین مدل تنش رینولدز (k-ω و k-ε) مدلهای دو معادلهای عددی و نتایج آزمایشگاهی، مدل مناسب برای مطالعات هیدرودینامیک و پارامتریک انتخاب شد . مقایسه نتایج به دست آمده از مدلهای آشفتگی با نتایج آزمایشگاهی نشان داد که الگوی جریان داخل کانال اصلی به وسیله ی هر سه مدل به خوبی پیشبینی شده بوده است. مقایسه خطوط k-ε بیشتر از مدل k-ω نسبت به دو مدل دیگر بهتر عمل کرده و قابلیت مدل RSM اما در کانال آبگیر، مدل جریان به دست آمده از نتایج آزمایشگاهی و عددی در ترازهای مختلف نشان دهنده قابلیت مدل استفاده شده در شبیهسازی ویژگی - های جریان در آبگیرها است. مقایسه منحنیهای هم سرعت در ترازهای مختلف نشاندهنده کاهش چشم گیر سرعت جریان در لبه پایین دست دهانه آبگیر در ترازهای پایینی بوده که در بسترهای متحرک ناحیه، محتمل رسوب گذاری خواهد بود. نتایج نشان میدهد که با افزایش نسبت دبی انحرافی، عرض ناحیه جدایی جریان داخل آبگیر کاهش یافته و فاصله خط تقسیم جریان از دیواره داخلی کانال اصلی افزایش مییابد. با مقایسه جریانهای ثانویه دهانه آبگیر در نسبتهای مختلف دبی ، مشاهده شد که با افزایش نسبت دبی انحرافی، گستردگی جریانهای ثانویه در ترازهای پایینی، بیشتر شده که این امر سبب جاروب رسوبات بیشتری از مقابل دهانه آبگیر و انتقال آنها به کانال آبگیر خواهد شد.

کلیدواژه ها:

secondary flow ، Lateral intake ، Experimental investigation ، Fluent CFD model ، Turbulence model ، جریان ثانویه ، آبگیری جانبی ، بررسی آزمایشگاهی ، مدل ریاضی فلوئنت ، مدلهای آشفتگی