شبیه سازی توپوگرافی بستر و میدان جریان در اطراف موانع دو ردیفه و توری سنگی در کانال مستقیم با استفاده از Flow-3D

فرسایش بستر و سواحل رودخانه و انتقال رسوب یکی از دلایل تغییرات ریخت ­شناسی رودخانه ­ای است که باعث تغییرات کیفی و کمی جریان می ­شود. آبشکن ها از جمله سازه های ساماندهی رودخانه ها می باشند که از ساحل به­ سمت محور رودخانه امتداد می یابند. از جمله مسائل مهم در طراحی آن ها، پدیده آبشستگی موضعی در دماغه آن است که در اثر تغییر در الگوی جریان و وجود گردابه های قوی ایجاد می شود. در سال های اخیر، اکثر تحقیقات انجام شده بر روی آبشکن­های باز تک ردیفه و بسته استوار بوده و اغلب به صورت آزمایشگاهی انجام شده است. در این پژوهش، آبشستگی و الگوی جریان سه بعدی در اطراف آبشکن­های باز دو ردیفه با دو آرایش زیگزاگی و در امتداد هم و آبشکن توری سنگی با مدل عددی Flow-3D و استفاده از مدل آشفتگی RNG شبیه سازی شده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. همچنین تاثیر پارامترهایی همچون درصد بازشدگی و فاصله محور به محور ردیف های موانع باز دو ردیفه بر آبشستگی و الگوی جریان بررسی شد. نتایج نشان داد که نرم­ افزار Flow-3D، توانایی خوبی در به­دست آوردن نتایج در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی دارد؛ اگر چه این موضوع به شدت وابسته به نحوه مش­بندی دقیق، استفاده از یک CPU قوی و همچنین درجه­بندی دقیق مدل است. به طوری­که حداکثر عمق آبشستگی را با خطای کمتر از 10 درصد نسبت به نتایج آزمایشگاهی برآورد نمود. همچنین نتایج نشان داد که با کاهش فاصله محور به محور آبشکن­های باز دو ردیفه، توانایی و دقت مدل عددی در برآورد مقدار حداکثر عمق آبشستگی کاهش می ­یابد. در نهایت با مقایسه نتایج عددی و آزمایشگاهی در پروفیل های سرعت طول، مشخص شد که انطباق نسبتا مناسبی بین این نتایج وجود دارد.

کلیدواژه ها:

آبشستگی ، آبشکن دو ردیفه ، آبشکن توری سنگی ، Flow-3D ، RNG