شبیه سازی گردابه های کم عمق با استفاده از تغییرات عدد فرود خروجی در کانال با ورودی فرعی بوسیله مدل احجام محدود بی ساختار

در این مقاله هدف اصلی آزمون مدل تدوین شده توسط نویسنده اول مقاله [1] برای جریانهای آشفته دو بعدی زیر بحرانی (Fr<1) درکانالهای با سطح آزاد با استفاده از مدل آشفتگی مناسب می باشد . برای این کار برای چند آزمون مختلف ابتدا خصوصیات هئدسی و شرایط آزمون به وسیله ارائه پارامترها تشریح می گردند. آنگاه نتایج مدلسازی عددی مسئله بر روی شبکه بندی مثلثی بدون ساختار ارائه و دقت نتایج حاصل از مدل رایانه ای به وسیله جداول و نمودارهایی برای مقایسه پارامترهای عمق و سرعت با اندازه گیریهای آزماشگاهی در دسترس آزمونهای مذکور مقایسه می گردند. برای ایجاد درک فیزیکی – مهندسی از نتایج مدلسازی ، نمایش میدان های سرعت و عمق با کمک اشکال شامل بردارهای سرعت و عمق و خطوط میزان هم سرعت وهم عمق درمحیط حصور میان خطوط مرزی حوزه حل نمایش داده می شود. برای حل معادلات بر روی شبکه بدون ساختار از شیوه مرکزیت راس سلول روش احجام محدود استفاده شده است. برای محاسبه تنش های برشی ناشی از آشفتگی جریان مشتقات مرتبه دوم مولفه های سرعت با استفاده از حجم کنترل ثانویه محاسبه می گردند. تنش های کلی نمایانگر مقاومت بستر به صورت نیروهای کالبدی در معادلات حرکت تاثیر داده شده اند. در تحقیق حاضر شبیه سازی جریانهای آزمونهای مدل آزمایشگاهی متشکل از اتصال یک کانال ورودی عمود بر کانال اصلی با تکیه بر تغییرات عدد فرود خروجی می باشد. هر دو کانال با مقطع مستطیلی و بدون شیب هستند، نتایج بدست آمده با توجه به متغیرهای جریان شامل تغییرات نسبت دبی دو شاخه اتصال و عدد فرود پایین دست ، تاثیر نسبتهای عرضی مختلف دو شاخه اتصال بر هیدرولیک و ویژگیهای جریان مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد که می توان بجای مدلهای فیزیکی بااطمینان خوبی مدل رایانه ای مورد استفاده را برای کنترل طراحی پروژه های مهندسی اتصال کانالها به کار برد. با کاربرد این ابزار پیشگویی و مطالعه هیدرولیکی مسائل واقعی می تواند با کمترین هزینه انجام گردد و نتایج رضایت بخشی حاصل شود.

کلیدواژه ها:

اتصال ورودی فرعی به کانال ، جریان گردابه ای آشفته ، ناحیه جدایی ، روش احجام محدود