بررسی تاثیر آبشکن متخلخل بر سرعت برشی کف کانال با استفاده از مدل عددی

در این مقاله، تاثیر احداث آبشکن متخلخل بر سرعت برشی کف کانال به صورت عددی و با استفاده از مدل غیرخطی فورشهایمر برای بیان ارتباط بین گرادیان هیدرولیکی و سرعت جریان در محیط متخلخل شبیه سازی شده است. حل عددی با استفاده از نرم افزار Flow3D انجام شده و برای بستن معادلات رینولدز از مدل آشفتگی RNG استفاده شده است. بدین منظور آبشکن های متخلخل با مشخصات مختلف در نظر گرفته شده و با انجام آنالیز حساسیت، ضرایب درگ مناسب برای هر حالت تعیین شد. بر اساس آنالیز حساسیت و مقایسه میدانهای سرعت جریان اندازه گیری شده با نتایج حاصل از مدل عددی، سرعت برشی در کف کانال حساسیت زیادی نسبت به ضریب جمله غیرخطی مدل فورش هایمر داشته و محدوده پیشنهادی نرم افزار برای این ضریب قطعیت ندارد. بررسیها نشان داد، افزایش تخلخل موجب کاهش قابل توجه سرعت برشی در کف کانال و کوچک شدن محدوده اثر سرعت برشی بیشینه میگردد. همچنین احداث آبشکن با هدایت جریان به سمت مرکز کانال باعث حفاظت جداره های کانال از معرض آبشستگی میشود. در این پژوهش تخلخل به وسیله ویژگی ذاتی نفوذپذیری مصالح تشکیل دهنده آبشکن مدلسازی شده است، نه به صورت میلهای با درصد بازشدگی جهت شبیه سازی تخلخل.

کلیدواژه ها:

آبشکن متخلخل ، سرعت برشی کف ، مدل عددی ، مدل فورشهایمر ، ضریب درگ