مدلسازی آبشستگی پایین دست سازه هیدرولیکی (دریچه با وجود آبشکن) با استفاده از نرم افزار Flow۳D

سازهی هیدرولیکی به سازها ی اطلاق م یشود که به طور کامل و یا قسمتی از بدنه آن در تماس با آب باشد به طوری که سبب تغییر جری ان طبیعی آب شود. یکی از عمده ترین مشکلات سازههایی از قبیل سریزها، دریچه ها و حوضچههای آرامش که در باالدست بستر فرسایش پذیر قرار دارند. مسالهی آبشستگی یکی از موضوعاتی است که همواره در طراحی انواع مخ تلف سازه های هیدرولیکی اهمیت دارد. ما در تحقیق حاضر با استفاده از شبیهسازیهای عددی در نرمافزار Flow۳D تالش کردهایم تا تاثیر این عوامل را بر عمق و گستردگی آبشستگی پایین دست دریچه کشویی موازی با وجود آبشکن را بررس ی کنیم. همچن ین، با واسنجی مدلها ی عددی بر اساس نتایج آزمای شگاهی، دقت و کارایی این نرمافزار در تحل یل پدیده آبشستگی ارزیابی شده است. برای واسنجی از دو مدل استفاده گردید. در مدل اول، آزمایشی در نظر گرفته شد که در آن پنج دریچه باز بوده و جریان با دبی ۸ لیتر بر ثانیه، هد باالدست ۲۵ سانتی متر و میزان باز شدگی دریچه ها معادل ۲۵/۱ سانتی متر در نظر گرفته شد. در مدل دوم نیز پنج دریچه باز و دبی با مقدار ۱۰ لیتر بر ثانیه جریان دارد. همچنین هد باالدست نیز ۲۶ سانتی متر و میزان باز شدگی دریچه ها ۶۰/۱ سانتی متر اعمال گردید نتایج حاکی از این است که بیشتری ن م یزان آبشستگی در دقایق اولیه رخ داده و با گذشت زمان، نرخ آبشستگی کاهش م یی ابد. این امر به دلیل کاهش انرژی جریان و توزیع مجدد ذرات رسوبی در بستر پایی ندست سازه است. نتا یج مدلسازی عددی نشان داد که شبیهسازیها با دقت قابلقبولی به دادههای آزمای شگاهی نزدیک هستند و خطای نسبی نتایج کمتر از ۳ درصد برآورد شد. به عنوان نوآوری این پژوهش، استفاده از آبشکن در پایی ندست دریچه کشویی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن آبشکن باعث تغییر الگوی جریان و توزیع انرژی در پاییندست شده و در برخی موارد، عمق آبشستگی را افزا یش داده است. این افزایش عمق ناشی از تمرکز گردابههای قویتر در اطراف آبشکن است. اگرچه هدف از استفاده از آبشکن کاهش آبشستگی بوده، نتایج حاکی از آن است که طراحی این سازه باید با دقت ب یشتری انجام شود تا تاثیرات منفی آن کاهش ی ابد.

کلیدواژه ها:

آبشستگی ، پایداری سازه ، دینامیک سیاالت محاسباتی ( CFD) ، عمق آبشستگی ، مدلسازی ریاضی