بررسی عددی میدان سه بعدی جریان پیرامون آبشکن های رودخانه ای در حالت قرارگیری گروهی

احداث سازه هایی مانند آب شکن اگرچه به کنترل فرسایش کمک می کند، اما ممکن است به دلیل ایجاد ساختارهای موضعی جریان، پیامدهای ناخواسته ای به همراه داشته باشد. این ساختارها شامل انبساط و انقباض ناگهانی در مقطع عبور جریان هستند که می توانند منجر به شکل گیری جریان رو به پایین و برخورد آن به بستر آبراهه در بالادست آب شکن شوند. این برخورد، لایه های برشی و آشفتگی های ناشی از آن را ایجاد می کند که می تواند به فرسایش موضعی و تهدید پایداری خود سازه آب شکن منجر شود. ازاین رو، بررسی قرارگیری آب شکن ها در مجاورت یکدیگر تحت شرایط هیدرولیکی مختلف، به بهبود طراحی این سازه ها کمک شایانی می کند. این پژوهش به بررسی سه بعدی میدان جریان پیرامون آب شکن های رودخانه ای در حالت قرارگیری گروهی با استفاده از نرم افزار فلوئنت پرداخته و تاثیر فاصله قرارگیری آب شکن ها بر رفتار هیدرولیکی جریان را مورد ارزیابی قرار داده است. نتایج نشان داد با افزایش فاصله بین آب شکن ها، طول گردابه ها به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. به طور میانگین، تنش برشی بستر در نسبت فاصله Li/LAP برابر ۵ به ۰/۶ نیوتن بر مترمربع و در نسبت فاصله ۷ به ۰/۱۳ نیوتن بر مترمربع کاهش یافت. همچنین در نسبت فاصله ۴ و در سرعت های جریان ۰/۳۴۵، ۰/۷ و ۱/۲۰ متر بر ثانیه، بیشینه تنش برشی بستر به ترتیب برابر ۰/۶، ۲/۶ و ۷ نیوتن بر مترمربع به دست آمد که نشان دهنده تاثیر مستقیم سرعت جریان بر شدت پدیده های فرسایشی بستر است. کاهش تنش برشی بستر بیانگر آن است که با افزایش فاصله بین آب شکن ها، اثرات متقابل گردابه ها و تشدید تنش های برشی در بستر به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

آبشکن ، الگوی جریان ، مدل عددی ، تنش برشی بستر ، نرم افزار فلوئنت