بررسی ویژگی های جریان در کانال مرکب منشوری در حالت جریان آشفته همراه با فرورفتگی و برآمدگی در کف کانال اصلی

کانال های مرکب از دو قسمت کانال اصلی و سیلاب دشت تشکیل شده اند و بدلیل ویژگی های پیچیده هیدرولیکی، این کانال ها از دیر باز مورد توجه مهندسان هیدرولیک بوده اند. در کانال های مرکب بواسطه وجود انتقال عرضی مومنتم بین جریان در کانال اصلی و جریان در سیلاب دشت، جریان گرداب های در مقطع عرضی کانال ایجاد می گردد که شناخت رفتار این گردابه ها در طراحی بهینه این کانال ها و رفع اثرات مخرب این جریانات کمک می کند. در این تحقیق تاثیر فرورفتگی و برآمدگی کف کانال اصلی در کانال های مرکب بر روی پروفیل توزیع سرعت در مقطع عرضی کانال و همچنین پروفیل سطح آب و سرعت برشی جریان در بستر کانال در حالت جریان آشفته و زیر بحرانی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. جهت بررسی رفتار جریان در کانال های مرکب استفاده از فلوم های آزمایشگاهی مستلزم صرف هزینه و زمان بسیار زیادی می باشد. بنابراین در این تحقیق برای پیش بینی رفتار جریان از نرم افزار low3DF استفاده گردید و به منظور بهبود کیفیت شبیه سازی جریان، با توجه به مطالعات و بررسی های انجام شده از مدل آشفتگی RNG استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که بعد از ناحیه برآمدگی در کف کانال، شدت جریان های چرخشی ساعتگرد و پادساعتگرد در مقطع عرضی کانال به سرعت افزایش یافته و جریانات چرخشی حاصله قادرند باعث فرسایش دیواره کانال و رسوب گذاری در کف کانال گردند. اما در حالت فرورفتگی، شدت جریان های چرخشی در نواحی قبل، بعد و بر روی فرورفتگی به شدت افزایش می یابد. ضمنا در حالت فرورفتگی در کف کانال، سرعت برشی کف بستر بعد از قسمت فرورفتگی به شدت افزایش می یابد، در حالی که با ایجاد برآمدگی در کف بستر، سرعت برشی بر روی قسمت برآمدگی زیاد می شود. همچنین نتایج حاصله نشان داد که پروفیل سطح آب در سیلاب دشت ها در محل برآمدگی یا فرورفتگی همواره به صورت نزولی می باشد.

Keywords:

کانال مرکب , مدل آشفتگی RNG , برآمدگی , فرورفتگی , جریان چرخشی , توزیع سرعت در مقطع عرضی