مدل‌سازی عددی جریان در کانال‌های پیچان‌رودی با مقطع مرکب ذوزنقه‌یی

Abstract

مدل‌سازی دقیق جریان‌های ثانویه در مسیر خم‌ها و پیچان‌رودها، اهمیت زیادی دارد. در پژوهش حاضر، با مدل‌سازی عددی در محیط نرم‌افزار اپنفوم، به بررسی ویژگی‌های هیدرولیکی جریان در یک کانال مرکب در مسیر پیچان‌رود پرداخته شده است. برای این منظور، معادلات حاکم، شامل رابطه‌های متوسط‌گیری‌شده‌ی رینولدزی (R‌A‌N‌S) حل شده‌اند. با وجود رفتار دوفازی جریان در کانال‌های باز، با انتخاب حل‌گر و شرایط مرزی مناسب برای سطح آب می‌توان آن‌ها را به‌صورت تک‌فاز مدل کرد. در پژوهش حاضر، از شرط مرزی تقارن برای سطح آزاد آب استفاده و برای مدل‌سازی جریان آشفته از مدل‌های آشفتگی $k-v‌a‌r‌e‌p‌s‌i‌l‌o‌n$ و $k-o‌m‌e‌g‌a$ استفاده شده است. طبق نتایج به‌دست آمده، با فاصله گرفتن از تاج خم، قدرت جریان عرضی افزایش می‌یابد؛ به‌طوری که یک گردابه‌ی هم‌جهت با جریان عرضی در محل گوشه‌ی ساحل بیرونی تشکیل می‌شود. این جریان عرضی تا ابتدای تاج خم بعدی ادامه می‌یابد و مجدداً در طول موج بعدی به همین شکل تکرار می‌شود.