افشین اقبال زاده - استادیار گروه مهندسی عمران-آب، دانشکده فنی و مهندسی، مرکز تحقیقات پیشرفته آب و فاضلاب، دانشگاه رازی کرمانشاه
مختار رستم نژاد - فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی بوشهر
محمد واقفی - دانشیار سازه های هیدرولیکی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر
سمیه الیاسی - فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه رازی کرمانشاه

یکی از اهداف مهم علم مهندسی رودخانه، محافظت از سواحل رودخانه­ها از پدیده فرسایش ساحل خارجی آن­ها و جلوگیری از جابه­جا شدن مجرای اصلی آن­هاست. آب­شکن از جمله سازه­های هیدرولیکی است که به­منظور حفظ سواحل از فرسایش و تثبیت کناره­ها و افزایش عمق آب رودخانه کاربرد فراوانی دارد. با توجه به کاربرد گسترده این سازه، شناخت الگوی جریان اطراف آن از اهمیت فراوانی برخوردار است. از آن­جا که الگوی جریان در این ناحیه پیچیده و دارای ماهیت سه­بعدی است، شبیه­سازی آن در این تحقیق به­صورت سه بعدی انجام پذیرفت. شبیه­سازی جریان عبوری از آب­شکن مستغرق توسط نرم­افزار FLOW-۳D صورت گرفت. برای مدل­سازی سطح آزاد از روش VOF و برای شبیه­سازی آشفتگی­ از مدل RNG k-ε استفاده شده است. بر اساس مقایسه نتایج حاصل از شبیه­سازی عددی در خصوص پارامترهای سرعت طولی و عمق جریان مشخص شد مدل عددی می تواند به­خوبی عبور جریان از آب­شکن مستغرق را شبیه سازی نماید. در ادامه اثر طول آب­شکن بر پروفیل­های سرعت، سطح آزاد و الگوی جریان بررسی شد. بر اساس نتایج به­دست آمده، با افزایش طول آب­شکن سرعت بیشینه طولی در دماغه آب­شکن افزایش یافت. در حالت آب­شکن با طول ۱/۰ متر این سرعت ۲۴ درصد و در حالت آب­شکن با طول ۴/۰ متر این سرعت ۵۹ درصد نسبت به سرعت متوسط افزایش نشان داد. هم­چنین با افزایش طول آب­شکن سطح آب در بالادست افزایش می یابد.

الگوی جریان, آب شکن مستغرق, شبیه سازی عددی, کانال مستقیم