بررسی اثر کنترل مانع بر جریان های غلیظ رسوبی با استفاده از مدل DPM

در اغلب بازه های رودخانه ها، میزان رسوبات ورودی و خروجی تقریبا در تعادلند. احداث سازه سد این تعادل را برهم می زند و مخزنی ایجاد می کند که سرعت جریان را کاهش داده و روند رسوب گذاری را افزایش می دهد. پس از سال ها که رسوبات در مخزن تجمع یافتند، مخزن ظرفیت ذخیره ای خود را از دست می دهد. این کاهش حجم باعث کم شدن و حتی از بین رفتن حجم تنظیم آب، از دست رفتن سود ناشی از کنترل سیلاب، استفاده از آب و تولید انرژی می شود. یکی از مهم ترین پدیده ها در رسوب گذاری مخازن، جریان های غلیظ می باشند که به علت وجود ذرات رسوبی نسبت به آب موجود در مخزن چگالی بیشتری پیدا کرده و با اعمال نیروی ثقل بر روی اختلاف چگالی دو سیال جریان در بستر مخزن شروع به حرکت خواهد کرد. یکی از روش های کنترل جریان غلیظ که در سال های اخیر مورد بحث قرار گرفته احداث مانع یا سدهای مستغرق است. لذا در این تحقیق با استفاده از مدل DPM ، اثر مانع بر کنترل جریان غلیظ رسوبی در شیب بستر صفر و 4.64 درصد پرداخته شده است. مدل DPM پیرو نگرش اولری لاگرانژی است. در این نگرش فاز مایع به عنوان یک محیط پیوسته در نظر گرفته می شود و به وسیله معادلات ناویر استوکس که میانگین گیری زمانی شده اند حل می شوند، ضمن اینکه فاز گسسته بوسیله ردیابی ذرات در میدان حل مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که در حالت بستر شیب دار بدلیل فوق بحرانی بودن جریان در بالادست مانع، سیال برگشتی پس از برخورد با مانع تشکیل یک پرش هیدرولیکی با موقعیت ثابت خواهد داد و جریان با مشخصات ضعیف تری از مانع عبور خواهد کرد. همچنین در شرایط بستر بدون شیب با توجه به بالا بودن نسبت ارتفاع مانع به بدنه جریان، بلوک کامل جریان رخ خواهد داد.

کلیدواژه ها:

جریان غلیظ ، رسوبات ، مخزن ، مانع ، مدل عددی