شبیه سازی توزیع جریان زیربحرانی و نوسانات سطح آب در تقاطع چهار شاخه کانال روباز با FLOW 3D

Abstract

دراین تحقیق مشخصات جریان در تقاطع کانال چهار شاخه بازاویه 90 درجه با دو ورودی و خروجی با استفاده از نرم‌افزارFLOW 3D شبیه‌سازی‌شده است. تأثیر پارامترهای نسبت دبی ورودی فرعی به ورودی اصلی، عدد فرود کانال ورودی اصلی، ارتفاع سرریزها بر روی نسبت دبی خروجی کانال اصلی به ورودی اصلی و پروفیل طولی سطح آب در محل تقاطع مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شدند. مقایسه‌ی نتایج نشان داد مدل عددی قابلیت خوبی در شبیه‌سازی دبی جریان در کانال خروجی اصلی و فرعی دارد، به‌طوری‌که RMSE و NRMSE در کانال اصلی خروجی به ترتیب 00047/0 متر مکعب بر ثانیه و 357/3% و در کانال فرعی خروجی 000483/0 متر مکعب بر ثانیه و 834/4% بود. در یک نسبت دبی ثابت، هرچه ارتفاع سرریز خروجی کمتر باشد عدد فروددر کانال ورودی بیشتر است. همچنین مقایسه‌ی نتایج آزمایشگاهی و عددی برای پروفیل‌های سطح آب تطابق خوبی باهم نشان داد. برای یک ارتفاع سرریز ثابت با رسیدن جریان به محل تقاطع، پروفیل سطح آب در این محل کاهش یافته و با گذر از محل تقاطع و ورود جریان به داخل کانال خروجی اصلی، پروفیل جریان روند افزایشی داشت، به‌طوری که RMSE و NRMSE برای پروفیل سطح آب در کانال اصلی به ترتیب 036884/0 متر و 75/15% و در کانال فرعی به ترتیب 04891/0 متر و 996/1% بود. همچنین با افزایش نسبت دبی ورودی، نوسانات سطح آب در محل تقاطع افزایش یافت، در حالی‌که با افزایش ارتفاع سرریزها، نوسانات سطح آب در محل تقاطع کاهش یافت.