شبیه سازی عددی الگوی جریان و رسوب حول آبشکن در قوس 180 درجه با نرم افزار cche2d
چکیده
آبشکن ها با هدایت جریان به سمت محور رودخانه، باعث تغییر در الگوی جریان و رسوب شده و نقش بسزایی را در حفاظت از کناره ها ایفا می کنند. این موضوع در قوس رودخانه اهمیت بیشتری پیدا می کند؛ چرا که با توجه به اثر جریان-های ثانویه در قوس، میزان فرسایش و محدوده آن افزایش می یابد. در این تحقیق، ابتدا با استفاده از مدل عددی cche2d، الگوی جریان و رسوب حول آبشکن در قوس 180 درجه شبیه سازی عددی شده است و در نهایت نتایج با استفاده از مدل فیزیکی صحت سنجی شده اند. شبیه سازی ها در یک فلوم با r/b=4.7 از جنس پلاکسی گلاس انجام شده است. طول آبشکن ها 8، 10 و 12 سانتی متر و موقعیت قرارگیری آن ها در زوایای 30، 90 و 170 درجه قوس می باشد. دبی های به کار رفته در این پروژه 20، 24 و 28 لیتر بر ثانیه است. برای شبیه سازی جریان از مدل های آشفتگی k-?، طول اختلاط و لزجت گردابی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که مدل طول اختلاط نسبت به مدل لزجت گردابی دارای توانایی بیشتری در شبیه سازی جریان در قوس می باشد. طبق نتایج به دست آمده، بیشترین فرسایش مربوط به موقعیت 170 درجه قوس می باشد. ناحیه گردابی پایین دست آبشکن نیز به خوبی شبیه سازی شد. حداکثر سرعت در راستای آبشکن، در یک سوم میانی فلوم می باشد و بحرانی ترین موقعیت قوس نیز در حالت بدون آبشکن، در محدوده 160 تا 180 درجه مشاهده شد که بیشترین فرسایش و رسوب گذاری در این ناحیه رخ می دهد. با مشاهده تمام نتایج به دست آمده از cche2d مربوط به عمق حداکثر آبشستگی و مقایسه آن با نتایج مدل فیزیکی، می توان دریافت که cche2d برای تخمین عمق چاله آبشستگی در پروفیل عرضی بستر در راستای آبشکن، مناسب می باشد.