شبیه سازی سه بعدی تنش برشی در کانال مرکب مستطیلی با استفاده از مدل عددی Ansys Fluent

پیش بینی تنش برشی در کانالهای روباز در بسیاری از مسایل مهندسی مانند طراحی کانالهای پایدار، محاسبه افت انرژی و رسوب گذاری در کانالها بااهمیت است. در مواقع سیلابی، به­دلیل تفاوت عمق جریان بین کانال اصلی و  دشتهای سیلابی اطراف، سرعت جریان نیز متفاوت است و متعاقبا میزان تنش برشی و توزیع آن به شکلی چشمگیر تغییر میکند. در تحقیق حاضر، کارایی مدل عددی سه­بعدیAnsys Fluent  در شبیه­سازی پارامترهای مختلف هیدرولیکی برای کانال مرکب مستطیلی با بسترهای صاف و زبر بررسی شده است. مدل آشفتگی و شبکه مش­بندی به کمک نتایج حاصل از مدل آزمایشگاهی و مدل عددی صحت سنجی و سناریوهای مختلف به کمک مدل عددی مذکور شبیه­سازی شد. مقایسه مقادیر تنش ­برشی نشان می­دهد که با کاهش عمق در دشت­های سیلابی، میزان و درصد تنش ­برشی در دشت­های سیلابی افزایش و در کانال اصلی کاهش می­یابد و با افزایش زبری، میزان تنش ­برشی افزایش می­یابد. نتایج بررسی­ها همچنین بیانگر این نکته است که با افزایش دبی قدرت جریان افزایش می­یابد و در محل تلاقی دشت­های سیلابی و کانال اصلی سرعت بیشتر است و گردابه هایی در این محل تشکیل می­شود. نتایج این تحقیق می­تواند در طراحی کانال های پایداربه­خصوص در محل تلاقی کانال اصلی و دشت­های سیلابی نقش بسزایی داشته باشد.

کلیدواژه ها:

دشت های سیلابی ، کانال اصلی ، کانال روباز