شبیه سازی عددی سه بعدی جریان و رسوب در میدان آبشکن های متوالی کنار رودخانه با استفاده از مدل آزمایشگاهی

آبشکن های رودخانه جهت فراهم آوردن شرایطی چون مهار سیلاب، عملیات ناوبری، تثبیت عمق جریان و غیره … بر روی رودخانه ها ساخته می شوند. با برخورد جریان کم عمق آشفته با چنین سازه هایی در مسیر خود، خصوصیات جریان تغییرات بسزایی می کند. برای تشریح چگونگی تغییرات پیچیده جریان و رسوب در اطراف آبشکن های مذکور، از یک مدل هیدرودینامیکی در مقیاس کوچک شده استفاده شد و نمونه عددی مورد بررسی قرار گرفت. در این طرح، برنامه عددی سه بعدی جریان SSIM جهت مشابه سازی جریان پایدار اطراف آبشکن ها، در یک کانال الگوی آزمایشی، مورد استفاده قرار گرفت. SSIM قابلیت حل معادلات غیر استاتیکی ناویر – استوکس ، با استفاده از مدل جریان آشفته بصورت سه بعدی و غیر متعامد و شبکه بندی منحنی شکل را دارد. در این مطالعه سه حالت مختلف از آبشکن های ردیفی مورد بررسی قرار گرفتند، الف) آبشکن های کوتاه، ب) آبشکن های استاندارد ، ج) آبشکن های با حوزه کوچک جریان، تاثیر ردیف آبشکن ها بر روی رودخانه ها توسط داده های خروجی برنامه و همچنین الگوی بدست آمده از خصوصیات جریان و رسوب و همچنین بردارهای سرعت، انرژی جنبشی متلاطم ، لزجت آشفته جریان و خطوط جریان مورد بررسی قرار گرفتند. در ادامه، بمنظور صحت سنجی مدل شبیه سازی شده ، نتایج بدست آمده با اطلاعات آزمایشگاهی در دسترس، مورد مقایسه قرار گرفتند نتایج حاصل شده، دلیل بر لزوم استفاده از معادلات عددی سه بعدی هیدرودینامیکی در چنین طرح هایی می باشد.

Keywords:

آبشکن , مدل سه بعدی CFD , مدل جریان آشفته , لزجت جریان آشفته