شبیه‌سازی اثر اختلاف رقوم بستر بر الگوی جریان در محل تلاقی دو کانال با استفاده از مدل Flow-3D

Abstract

دینامیک جریان در تلاقی رودخانه­ها به­دلیل ایجاد ناحیه جداشدگی جریان و الگوهای چرخشی ثانویه در پایین­دست تلاقی پیچیده می­باشد. هدف تحقیق حاضر بررسی سه بعدی اثر اختلاف رقوم بین دو شاخه و نسبت دبی بر دینامیک جریان در محل تلاقی آن­ها با استفاده از مدل عددی Flow-3D می­باشد. برای رسیدن به این هدف، چهار نسبت دبی (2/0، 33/0، 5/0 و 67/0) و چهار نسبت اختلاف رقوم (0، 1/0، 2/0 و 3/0) در یک تلاقی با زاویه 90 درجه مورد استفاده قرار گرفت. در این تحقیق پارامترهایی چون ابعاد ناحیه جداشدگی، الگوی جریان، تراز آب، لایه اختلاط و الگوی سرعت مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که تغییر در تراز بستر دو کانال، الگوی جریان را تغییر خواهد داد؛ به­طوریکه اندازه ناحیه جداشدگی جریان در محل تلاقی­های همکف و غیرهمکف متفاوت بود. ناحیه جداشدگی جریان در نزدیک بستر فقط برای تلاقی همکف مشاهده گردید و در حالت غیرهمکف این ناحیه اتفاق نیفتاد. با افزایش اختلاف رقوم نسبی، طول و عرض ناحیه جداشدگی به ترتیب افزایش و کاهش می­یابد. همچنین با افزایش اختلاف رقوم، تراز آب در کانال اصلی (در بالادست تلاقی) افزایش و در شاخه فرعی کاهش می­یابد. علاوه بر آن، افزایش اختلاف رقوم باعث افزایش انرژی تلاطمی جریان در تلاقی گردید که مقدار آن در تلاقی غیرهمکف (z/y₃=0.3) 34/1 برابر همکف می­باشد.