بررسی تاثیر تنگ شدگی های قائم ورودی بر روی مشخصات هیدرولیکی شیب شکن قائم با استفاده از مدل عددی

شیب شکن های قائم، سازه هایی هستند که در کانال های آبیاری، زهکشی، جمع آوری آب های سطحی استفاده می شوند. در تحقیق حاضر به بررسی عددی اثرات تنگ شدگی های قائم ورودی بر روی مشخصات هیدرولیکی شیب شکن با استفاده از نرم افزار FLOW-3D پرداخته شده است. در گام اول برای انتخاب بهترین مدل آشفتگی از دو نوع مدل آشفتگی جریان k-e و RNG k-e استفاده گردید. در گام بعدی از چهار آرایش تنگ شدگی 2 و 0.875 ،0.5 ،0.312 =S/H (نسبت فاصله ی تنگ شدگی ها به ارتفاع شیب شکن) در مقایسه با حالت بدون تنگ شدگی در شرایط جریان زیربحرانی استفاده گردید. نتایج نشان داد که مدل آشفتگی RNG k-e با درصد خطای نسبی و RMSE کمتری نسبت به مدل k-e ، کارایی بیشتری برای شبیه سازی پارامترهای هیدرولیکی روی شیب شکن ها داشت. بر اساس نتایج بدست آمده مشاهده شد که تنگ شدگی قائم در بهینه ترین حالت در مقایسه با حالت بدون تنگ شدگی باعث کاهش مقادیر نسبی عمق آب استخر تشکیل شده در پای شیب شکن،، عمق آب پایین دست و انرژی باقیمانده ی نرمال به ترتیب به مقدارهای 31/42 %، 47.23 % و 23.59 % می گردد. وجود تنگ شدگی قائم ورودی، باعث افزایش سرعت در لبه شیب شکن می شود و به همین دلیل با افزایش تلاطم جریان در اثر سقوط جت های تقسیم شده جریان و ایجاد ناحیه بیشتری از اختلاط آب و هوا، باعث کاهش انرژی جنبشی پایین دست می گردد. روابطی نیز برای عمق نسبی آب استخر، عمق نسبی آب پایین دست و انرژی باقیمانده ی نرمال، با ضرایب همبستگی بالا ارائه گردید که با نتایج سایر محققین تطابق خوبی دارد.

کلیدواژه ها:

شیب شکن ، تنگ شدگی قائم ، اتلاف انرژی ، انرژی باقیمانده ، Flow-3D