شبیه‌سازی عددی تأثیر شیب جانبی دیوار کانال اصلی بر الگوی جریان در تلاقی کانال‌های روباز

Abstract

پیدایش حفره­های فرسایشی و مناطق رسوب­گذاری ارتباط مستقیم به هیدرولیک جریان در محدوده تلاقی رودخانه­ها دارد. در پژوهش حاضر با استفاده از داده­های آزمایشگاهی، الگوی جریان در تلاقی کانال­ها در محیط Fluent در حالت سه­بعدی شبیه­سازی شد. در مطالعه آزمایشگاهی مذکور، تاثیر شیب جانبی 45 درجه کانال اصلی بر خصوصیات هیدرولیکی جریان در مقایسه با دیوار قایم بررسی شد. در این پژوهش علاوه بر شیب­های جانبی 45 و 90 درجه، در شیب­های جانبی 60 و 75 درجه نیز الگوی جریان به ازای شرایط هیدرولیکی یکسان شبیه­سازی شد. پیش­بینی میدان جریان در امتداد کانال اصلی توسط مدل عددی قابل­قبول بوده و حداکثر خطای شبیه­سازی در محدوده تلاقی رویت شد. میانگین خطای محاسبه سرعت در شیب­های جانبی 45 و 90 درجه به­ترتیب 06/7 و 86/9 درصد به­دست آمد. نتایج حاکی از آن بود که با کاهش زاویه شیب جانبی دیوار کانال اصلی، میزان افتادگی پروفیل سطح آب در سطح ریزش ملایم­تر شد به­طوری­که مقدار آن به­ازای شیب­های جانبی 90، 75، 60 و 45 درجه به­ترتیب 34/1، 13/1، 90/0 و 68/0 درصد به­دست آمد. علاوه بر آن با ضعیف شدن جریان­های چرخشی، طول و پهنای ناحیه جداشدگی در نزدیکی سطح جریان افزایش یافت. همچنین در حالت دیواره مایل بر خلاف دیواره قایم، در نزدیکی بستر ناحیه جداشدگی مشخصی مشاهده نشد.