شبیه سازی و مقایسه خصوصیات جریان در قوس 180 درجه یکنواخت و همگرا با استفاده از مدل عددی سه بعدی

در طبیعت کمتر رودخانه ای به صورت مستقیم دیده می شود و بیشتر آنها حالت مئاندری دارند. الگوی جریان در رودخانه های مئاندری بسیار پیچیده است و مکانیک جریان در قوس خصوصیات مشخصی دارد که در مسیرهای مستقیم دیده نمی شود. بنابراین استفاده از مدل های عددی بعنوان ابزاری کارآمد در پیش بینی چنین میدان جریانی می تواند بسیار مفید باشد. از آنجا که تمام قوس های رودخانه ای یکنواخت نیست وممکن است به صورت واگرا یا همگرا باشد، لذا در این تحقیق پس از کالیبره نمودن مدل با استفاده از نتایج اندازه گیری روی یک قوس 180 درجه یکنواخت با پهنای 0/6 0متر، یک قوس 180 درجه مشابه ولی همگرا با عرض متغییر0/6 به 0/45m توسط مدل عددی سه بعدی SSIIM شبیه سازی شد. خصوصیات جریان ازجمله پروفیل های طولی و قائم سرعت، جریان های اصلی و ثانویه، شیب های طولی و عرضی سطح آب و همچنین قدرت جریان حلزونی در آن با قوس 180 درجه یکنواخت مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج صحت سنجی نشان داد که مدل عددی به خوبی میدان جریان در قوس یکنواخت را شبیه سازی می نماید. علاوه براین در تحقیق حاضر مشخصشد در کانال همگرا مسیر سرعت حداکثر در صفحه نزدیک سطح آب در حدود زاویه 30 تا 40 درجه خط مرکزی کانال را قطع می نماید، در حالی که این امر در قوس یکنواخت در زاویه حدود 50 درجه رخ می دهد. محدوده تغییرات ارتفاع سطح آب در کانال همگرا بسیار بیشتر از کانال یکنواخت است و بطور کلی قدرت جریان حلزونی در کانال یکنواخت بیشتر از کانال همگرا می باشد. همچنین بر خلاف قوس یکنواخت در مقطع 135 درجه قوس همگرا سلول چرخشی خلاف جهت چرخش جریان ثانویه اصلی مشاهده نشد.

Keywords:

شبیه سازی جریان , قوس 180 درجه همگرا , مدل عددی سه بعدی