بررسی شدت آشفتگی جریان پیرامون آبشکن‌ها و موانع توری‌سنگی با درصد تخلخل‌های متفاوت

Abstract

وجود موانع در مسیر جریان سبب تغییراتی در هیدرولیک و پارامترهای هیدرودینامیکی جریان می­گردد. از جمله این پارامترهای هیدرودینامیکی جریان، می­توان به انرژی جنبشی آشفتگی و شدت آشفتگی جریان اشاره نمود. از آنجا که آشفتگی مرتبط با استهلاک انرژی جریان می­باشد، لذا بررسی این پدیده همواره حائز اهمیت بوده است. احداث موانع در مسیر سیال، به­خصوص هنگامی که این موانع در محل عبور رودخانه ساخته می­شوند، یکی از مهم­ترین مسائل مهندسی رودخانه است. از نتایج مطالعه­ی رفتار سیال پیرامون موانع متخلخل، می­توان در طراحی آبشکن­های متخلخل توری­سنگی، همچنین ساخت موانع متخلخل توری­سنگی در مسیر جریان، جهت استهلاک انرژی جریان و ... استفاده کرد. در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی ساختار جریان پیرامون آبشکن­های متخلخل در کناره کانال و موانع متخلخل در وسط کانال مستقیم با بستر ثابت پرداخته شده است. در اندازه­­گیری سرعت­های سه­بعدی از دستگاه سرعت سنج نقطه­ای ADV استفاده شده است. نتایج نشان داد، مولفه­های سه بعدی سرعت در آبشکن­ها و موانع با افزایش درصد تخلخل، کاهش می­یابد. همچنین جدایش جریان ، جریان­های بازگشتی، جریان انحرافی و همچنین، جریان پایین رونده، در حالتی که مانع در وسط کانال قرار دارد نسبت به حالتی که آبشکن در کناره­ی دیواره کانال قرار دارد شدیدتر است. همچنین تاثیر درصد تخلخل در موانع نسبت به آبشکن­ها خیلی بیشتر و واضح­تر است. و شدت آشفتگی و وسعت محدوده دارای بیشینه شدت آشفتگی در موانع وسط کانال نسبت به آبشکن­های کناره دیواره شدیدتر است. در نهایت،روند کاهش شدت آشفتگی در تخلخل­های بیشتر، کندتر است.