بررسی خصوصیات جریان در محل تلاقی دو کانال مرکب (مطالعه عددی)

تلاقی رودخانه ها یا کانال ها، پدیده ای رایج است. اما علی رغم شباهت بیشتر مقاطع رودخانه ها به مقطع مرکب و نیز تفاوت های آن با مقاطع ساده، به نظر می رسد مطالعات جامعی در خصوص تلاقی دو کانال مرکب صورت نگرفته است. برای اعتبارسنجی مدل، نتایج شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی مقایسه گردید. مقادیر سه معیار MAE، RMSE و R۲ برای بهینه ترین شبیه سازی با مدل آشفتگی K-w، به ترتیب برابر ۰۱۷۵/۰، ۰۱۸۹/۰ و ۹۵/۰ محاسبه شد. از میان فاکتورهای موثر بررسی شده در تحقیقات گذشته، سه پارامتر موثر مورد ارزیابی قرار گرفتند که عبارتند از: نسبت دبی اصلی به فرعی، نسبت عرض کانال ها و شیب جداره کانال ها. سرعت و انرژی آشفتگی نیز برای چهار شبیه سازی خاص مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که الگوی عمق آب در تلاقی دو کانال روباز به این صورت است که در وسط محل تقاطع، ارتفاع آب به حداکثر رسیده و سپس کاهش می-یابد تا در فاصله حدود یک متری از محل تلاقی، به حداقل برسد. بعد از این نقطه مجدد ارتفاع آب زیاد شده تا به تعادل برسد. درصد کاهش عمق حداقل آب به ازای تغییر هر پارامتر عبارت است از: افزایش ۷۳/۱۴ برابری نسبت عرض کانال ها تا ۲/۴۲ درصد، کاهش ۱۱ برابری نسبت دبی تا ۷/۱۰ درصد و کاهش زاویه جداره کانال ها به یک سوم، تا ۵/۱۰ درصد. بر این اساس، عمده تغییرات و خصوصیات محل تلاقی دو کانال مرکب، مربوط به ویژگی های کانال فرعی بوده و حاصل اثریست که مومنتوم جریان فرعی بر جریان اصلی می گذارد.

Keywords:

کانال مرکب , میدان سرعت , انرژی جنبشی آشفتگی , Flow-۳D