مدلسازی ریاضی جریان عبوری توام با رسوب در محیط تراوا توسط MIKE3FM

طراحی آبگیرهای بستر رودخانه به گونه ای است که بتواند در شرایط حدی نیز که کل بار بستر در طی سیلاب از کف مشبک عبور می کند آبگیری کنند و لذا برای کاهش پدیده گرفتگی غالبا از میله های طولی استفاده می شود. تعبیه و نصب میله ها در محل ورودی کانال انحراف منجر به بروز مشکلاتی از جمله گرفتگی دریچه و ... می شود که در پی آن ایده جایگزینی یک محیط تراوا با این سیستم پیشنهاد شده است. هرچند این محیط نیز می تواند با محدودیت هایی همراه باشد اما هزینه کم طراحی و افزایش کارایی این سیستم در بلند مدت؛ تحقیق در این زمینه را ضروری می کند. از طرفی توسعه مدل های عددی و استفاده از نرم افزارهای سه بعدی علاوه بر آنکه تحمیل هزینه های مدل های آزمایشگاهی را ندارد بلکه سرعت نتایج خروجی مدل ها را به طرز چشمگیری افزایش می دهد. نرم افزار MIKE3FM توانایی مدل سازی پدیده های حاکم بر هیدرودینامیک جریان در کانال ها و سواحل دریا را به صورت سه بعدی داراست. این نرم افزار می تواند اثر نیروی کوریولیس، نیروی باد، اصطکاک بستر و ویسکوزیته را در محاسبات اعمال کند. همچنین نرم افزار مذکور دارای مدول های متفاوتی شامل مدول هیدرودینامیک، مدول انتقال رسوب، مدول انتقال حرارت، ردیابی ذرات و بسیاری از پدیده های زیست محیطی و اکولوژیکی می باشد. هدف از انجام این تحقیق بررسی توانایی مدل عددی MIKE3FM در تخمین و پیش بینی الگوی جریان و انتقال رسوب در کانال ها و رودخانه های دارای آبگیری تحتانی است. در تحقیق حاضر با استفاده از نرم افزار عددی سه بعدی MIKE3FM به بررسی نحوه رسوب گرفتگی و عبور رسوبات از سیستم جدید آبگیر از کف کانال با محیط تراوا در مقیاس آزمایشگاهی پرداخته شده است. به همین منظور نتایج حاصل از نرم افزار MIKE3FM با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است و با استفاده از پارامترهای آماری مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این تحقیق همچنین دانه بندی های متعدد برای محیط متخلخل، رسوبات مختلف و شیب های مختلف، گذردهی کانال انحراف در دبی های مختلف در مدل عددی MIKE3FM مورد بررسی قرار گرفته است. مدل های خروجی حاکی از نزدیکی نتایج مدل نرم افزاری MIKE3FM به مدل آزمایشگاهی داشته و به خروجی های این مدل نرم افزاری در طراحی و شبیه سازی جریان رسوب دار و طراحی سیستم های تراوا می توان اطمینان نمود.

کلیدواژه ها:

مدل ریاضی ، جریان رسوب دار ، محیط تراوا ، شبیه سازی عددی ، MIKE3FM