تحلیل عددی بهبود عملکرد هیدرولیکی سازه های طولی در مسیر رودخانه

ساخت سازه های طولی به عنوان سازه هایی حیاتی در علم مهندسی رودخانه مطرح است. اقتصادی تر شدن و بهنیه تر شدن سازه یک طرح هیدرولیکی می تواند به ذخیره هرچه بیشتر منابع مالی در زمان بهره برداری بیانجامد. پرش هیدرولیکی از نوع جریانهای متغیر سریع بوده و کنترل و مهار آن الزامی است. بدین منظور میتوان با بکارگیری سازه کنترل کننده جریان که عملکرد تثبیت کنترل روابط دبی و عمق جریان راایفاد می کند توسط یک سازه طولی با ابعاد مناسب این هدف مرتفع گردد. در این شرایط جریان از نوع متغیر تدریجی بوده و خطوط جریان به نحوی هدایت میشوند که تقریبا موازی و جریان آب آرام باشد. از اینرو به منظور ایجاد عمق بحرانی در فاصله نسبتا کوتاه در مقطع کنترل، مشخصات هندسی مدل سازه طولی به نحوی انتخاب شده که تاثیر آن بر بهبود شرایط هیدرولیکی جریان باشد.در این تحقیق به شبیه سازی عددی هیدرولیک جریان با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته که معادلات حاکم بر جریان سیال شامل معادلات پیوستگی و حرکت ناویر استوکس توسط روش حجم محدود گسسته سازی می گردد. تحلیل عددی بهبود عملکرد هیدرولیکی سازه های طولی در مسیر رودخانه ، با استفاده شبیه سازی عددی به روش اختلاف محدود و حجم محدود از اهداف این تحقیق بوده است.. در همین راستا شبیه سازی جریان دوفازی سطح آزاد با به کارگیری مدل آشفتگی RNG شبیه سازی و بررسی شده است نتایج حاکی از آن است که این مدل قابلیت پیش بینی الگوی سه بعدی جریان مزبور را دارد. ابعاد هندسی سازه طولی در نوع شکل گیری جریان تاثیر بسزایی داشته که شرایط جریان و عملکرد هیدرولیکی را بهبود بخشیده است و ازعملکرد مطلوبی به جهت از بین بردن تلاطم جریان برخوردار بوده و به ازای تمامی مقادیر دبی در ناحیه انتقال به تبدیل رژیم جریان از فوقبحرانی به زیربحرانی پرش هیدرولیکی رخ نداده است.همچنین عمق جریان در پایین دست سازه طولی در میزان دبی عبوری بی تاثیر و کمتر از عمق بحرانی در بالای آن بوده است.

کلیدواژه ها:

معادلات پیوستگی ، مدل آشفتگی RNG ، حرکت ناویر استوکس ، جریان دو فازی ، دینامیک سیالات محاسباتی