شبیه سازی توزیع عرضی سرعت در قوس رودخانه

شبیه سازی توزیع عرضی سرعت جریان درقوس رودخانه ها، دارای اهمیت زیادی بوده و در حفاظت سواحل رودخانه، الگوی انتقال و ته نشست رسوبات، انتشار آلودگی و ... کاربرد دارد. ساختار جریان در قوس رودخانه ها در شرایط جریان پایه(غیرسیلابی) به دلیل توسعه ی جریان ثانویه، پیچیده بوده و دارای طبیعت سه بعدی است. معمولا برای تعیین توزیع عرضی سرعت در رودخانه های پیچانرود از مدلهای دوبعدی و سه بعدی استفاده میشود. این مدلها دارای ساختار پیچیده ای بوده وزمان اجرای زیادی نیز دارند. در این تحقیق از یک راه حل ساده ترموسوم به شبه دوبعدی برای تعیین سرعت عرضی استفاده شده است. بر این اساس توزیع عرضی سرعت به کمک معادله متوسط در عمق ناویر-استوکس (به فرم شبه دوبعدی)، قابلمحاسبه و شبیه سازی است. . از مهمترین روشهایی که براساس معادله ناویر استوکس ، مدل شبه دوبعدی اسپونر و شیونو (2003) است که برای پیشبینی توزیع عرضی سرعت در کانالهای مئاندرمی باشد در این مقاله بر اساس این مدل، روابط بدونبعد مناسبی برای دخالت اثر جریان ثانویه در حل توزیع عرضی سرعت درقوس رودخانه بدست آمده است. مطالعه موردی بر روی 2 شاخه بزرگ وپرپیچ وخم رودخانه Kaskaskia که از رودخانه های مهم آمریکا می باشد، که با آنالیز عددی بر روی داده های سرعت عرضی در 30 مقطع در قوس های مختلف در طول رودخانه و نیز در دبی های مختلف، رابطه ای برای شبیه سازی توزیع عرضی سرعت در قوس رودخانه بدست آمده است. متوسط خطای نسبی مدل پیشنهادی برای محاسبهی سرعت جریان در مقطع اصلی حدود 8 درصد است. این خطا برای روش اروین و همکاران بیش از 15 درصد است.

کلیدواژه ها:

توزیع عرضی سرعت ، جریان ثانویه ، رودخانه ، پیچانرود