بررسی عددی اثر زاویه آبگیری کانال؜های انشعابی مستطیلی بر روی میدان جریان

Abstract

معمولا آبگیرهای جانبی برای انتقال و انحراف جریان از کانال‌های اصلی و رودخانه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مطالعه حاضر، با استفاده از نرم افزار FLOW-3D میدان جریان شبیه؜سازی گردید. همچنین برای مدل؜سازی تغییرات سطح آزاد جریان از روش جزء حجم سیال (VOF) استفاده گردید. آشفتگی میدان جریان نیز با استفاده از مدل؜های آشفتگی k-ε استاندارد و RNG k-ε تخمین زده شد. بر اساس نتایج مدل‌سازی، مدل آشفتگی k-ε استاندارد پارامترهای هیدرولیکی جریان را با دقت بیشتری تخمین زد. به عنوان مثال، مقدار MAE برای مدل‌های آشفتگی k-ε استاندارد و RNG k-ε جهت شبیه؜سازی پروفیل سطح آزاد آب به‌ترتیب مساوی 166/0 و 201/0 محاسبه گردید. نتایج مدل‌سازی نشان داد که مدل عددی میدان جریان را با دقت قابل قبولی شبیه‌سازی کرد. به عنوان مثال مقادیر RMSE، MAE و R برای شبیه سازی تغییرات سطح آب داخل کانال فرعی به ترتیب مساوی 164/0، 158/0 متر و 997/0 می‌باشد. سپس اثرات چهار زاویه آبگیری مختلف برابر 30، 45، 75 و 90 درجه بر روی الگوی میدان جریان مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج مدل‌سازی، بالاترین مقدار سرعت متوسط عمقی برای مدل با زاویه آبگیری 45 درجه بدست آمد. در بین مدل‌های با زاویه آبگیری 30، 45 و 75 درجه، حداکثر مقدار تنش برشی برای مدل با زاویه آبگیری 45 درجه پیش‌بینی گردید.