تاثیر اصلاح زبری بستر در شبیه‌سازی عددی جریان کم‌عمق گردابی در پایین‌دست آبشکن عمود بر جریان آب

در این مقاله تأثیر استفاده از فرمول ضریب زبری اصلاح شده مانینگ در مدلسازی عددی جریان های دو بعدی با سطح آزاد (برای محاسبه مقادیر پارامترهای سرعت و عمق و طول گردابه در پشت آبشکن در پلان) بررسی می شود. این مدل عددی مناسب جریان هایی است که عمق جریان در مقابل عرض مجرا کم است چرا که در این نوع جریان می توان توزیع فشار در عمق را هیدرواستاتیک فرض کرد. در این حالت معادلاتحاکم بر حرکت سیال در حقیقت شکل ساده شده معادلات بقای جرم و اندازه حرکت بوده و به معادلات میانگین عمقی معروف هستند. این معادلات با استفاده از شمای رئوس سلول روش احجام محدود برای شبکه بی سازمان مثلثی گسسته شده اند. برای از بین بردن خطاهای منتهی بر پراکنش عددی و تضمین پایداری حل صریح از عبارت های لزجت مصنوعی، مناسب شبکه بی سازمان استفاده گردیده است. اثر زبری بستر و لزجت آشفتگی در قسمت نیروهای کالبدی لحاظ شده است. ضریب مقاومت بستر Cf توسط رابطه مانینگ محاسبه شده و تأثیر رابطه اصلاحی ضریب زبری مانینگ بر طول گردابه پایین دست آب شکن مورد برسی قرار گرفته است. برای صحت سنجی مدل عددی از اندازه گیری های آزمایشگاهی گزارش شده توسط محققین دیگر استفاده شده است. مدل عددی برای شرایط مختلف هیدرولیکی و برای آبشکن ها با طول های مختلف اجرا شده و طول گردابه ایجاد شده در پایین دست محاسبه و با اندازه گیری های آزمایشگاهی مقایسه شده است.

کلیدواژه ها:

اصلاح ضریب زبری ، آبشکن عمود بر جریان ، جریان چرخشی ، احجام محدود بی سامان مثلثی