مطالعه عددی تأثیر شعاع انحنا بر الگوی جریان پیرامون آبشکن سرسپری مستغرق

Abstract

آبشکن‏ها، یکی از انواع سازه‌های هیدرولیکی مورد استفاده در رودخانه می‌باشند که برای حفاظت از سواحل رودخانه، انحراف جریان از کناره‌ها و هدایت آن به سمت مجرای اصلی به کار می‌روند. درنتیجه انحراف جریان، یک ناحیه چرخشی متلاطم در پیرامون آبشکن ظاهر می‌شود. به همین دلیل، برای جلوگیری از فرسایش موضعی دماغه آبشکن را پهن‌تر و به‌صورت سرسپری در نظر می‌گیرند. در این مقاله به بررسی الگوی جریان پیرامون آبشکن سرسپری مستغرق 25 درصد واقع در موقعیت 45 درجه و مستقر در قوس 90 درجه با بستر صلب و با شعاع انحناهای نسبی مختلف 2، 3، 4 و 5 و با دبی ثابت 25 lit/s با استفاده از نرم‌افزار Flow-3D پرداخته شده است. نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج بیانگر این است که با افزایش شعاع انحنا، تعداد گردابه‌ها در مقاطع عرضی نزدیک به بال آبشکن و همچنین سرعت عرضی جریان افزایش‌یافته و محل بیشترین سرعت عرضی در بالادست بال آبشکن سرسپری به وجود آمده است. همچنین مشاهده شد که هر چه شعاع انحناء نسبی کمتر باشد، ناحیه وسیع‌تری در پایین‌دست آبشکن دارای سکون نسبی جریان خواهد بود.