بررسی عددی الگوی جریان با تغییرات هیدرولیکی و هندسی در آبگیر جانبی 90 درجه با استفاده از نرم افزار FLOW 3D

استفاده از آبگیر های جانبی یکی از روش های معمولی در آبگیری از رودخانه می باشد. در نواحی خشک و نیمه خشک که جریان سیلاب حاوی رسوبات زیادی می باشد، بخشی از رسوبات همراه جریان وارد کانال آبگیر شده و در قسمت های مختلف کانال از جمله در ناحیه گردابی ورودی کانال آبگیر که معروف به ناحیه جدایی جریان می باشد، ترسیب می کند.رسوبگذاری در ناحیه گردابی،طرفیت انتقال کانال را کاهش می دهد،از اینرو شناخت ابعاد ناحیه گردابی تاثیر دارد که می توان به آن نسبت دبی آبگیری و نسبت عرض کانال آبگیر به کانال اصلی اشاره کرد. در این مقاله با استفاده از نرم افزار Flow 3D میدان سه بعدی برای آبگیر جانبی با زاویه 90 درجه ی در نسبت دبی مختلف جریان و تغییرات ابعاد کانال اصلی و کانال آبگیری را بصورت عددی و با استفاده از مدل آشفتگی K-ε حل شده است. مقایسه نتایج حاصله با نتایج آزمایشگاهی نشان میدهد که این مدل قابلیت پیش بینی الگوی سه بعدی مزبور را دارد. الگوی جریان های انحرافی کاملا سه بعدی و غیر یکنواخت بوده و منجر به تشکیل ناحیه جدا شده در نزدیکی دیواره داخلی انشعاب می شود. این ناحیه جدا شدگی،سبب کاهش بازدهی آبگیری شده و به همین دلیل همواره مورد توجه مهندسی هیدرولیک بوده است.نتایج به دست آمده نشان می دهد که افزایش نسبت آبگیری باعث می شود که بخش بیشتری از جریان عبوری از کانال اصلی وارد کانال آبگیر شده و مولفه عرضی سرعت در جلوی دهانه آبگیر با افزایش نسبت آبگیری افزایش یافته و در نتیجه ابعاد ناحیه جدایی کاهش می یابد همچنین با افزایش نسبت عرض کانال آبگیر به کانال اصلی،طول و عرض ناحیه جدایی در آبگیر افزایش می یابد که از دلایل اصلی آن می توان به ثابت بودن جریان ورودی در عین افزایش عرض آبگیر اشاره کرد که در نتیجه آن دبی در واحد عرض و سرعت در آبگیر کم شده و امکان گسترش ناحیه جدایی و انباشت رسوب افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

آبگیر جانبی ، مدل آشفتگی K-ε ، ناحیه جدایی ، نسب دبی ورودی ، Flow 3D