تاثیرشعاع قوس بر خصوصیات جریان در قوس های مرکب 180 درجه

بررسی هیدرولیک جریان در قوس رودخانه ها همواره یکی از مباحث مورد علاقه مهندسین رودخانه بوده است. از آنجا که در طبیعت کمتر قوسی به صورت ساده دیده می شود و اکثر قوس ها مرکب هستند لذا در این تحقیق با استفاده از مدل عددی SSIIM1 به بررسی تاثیر تغییر شعاع قوس در قوس های مرکب 180 درجه دو شعاعی پرداخته شد. با فرض ثابت ماندن طول قوس، از زاویه صفر تا 90 درجه یک شعاع و از 90 تا 180 درجه شعاع دیگری برای قوس مرکب بکار رفت. ابتدا جریان در یک قوس ساده یکنواخت با شعاع 6 متر شبیه سازی شد و سپس به بررسی تاثیر شعاع در قوس های مرکب با شعاع های 7به5 و 8به4 و 9به3 متر پرداخته شد. خصوصیات جریان از جمله پروفیل های طولی و عرضی سطح آب، تنش برشی و مسیر وقوع خط حداکثر سرعت مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان دادکه با تبدیل قوس ساده به مرکب دو شعاعی حداکثر تنش برشی در کف افزایش می یابد و محدوده آن به سمت انتهای قوس کشیده می شود. برای نمونه در حالت دو شعاعی 3 به 9 این افرایش 9/8 درصد می باشد. همچنین نتایج نشان داد که با تبدیل قوس ساده به مرکب فاصله محل برخورد خط حداکثر سرعت با خط مرکزی کانال و محل مماس شدن آن با جدار خارجی از ابتدای قوس افزایش می یابد. به گونه ای که برای قوس مرکب 9به3 طول بی بعد محل برخورد خط حداکثر سرعت با خط مرکزی و همچنین محل مماس شدن آن با قوس خارجی نسبت به حالت تک شعاعی به ترتیب 53/2 و 38/6 درصد افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

الگوی جریان ، شعاع قوس ، قوس 180 درجه مرکب ، SSIIM1