شبیه سازی عددی انتقال رسوب در کانال مستقیم و آبگیر جانبی
چکیده
در این تحقیق حرکت رسوبات در کانال های مستقیم و آبگیرهای جانبی بر اساس دیدگاه لاگرانژی و با استفاده از کد تجاری فلوئنت مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعات صورت گرفته در این تحقیق شامل دو بخش کلی می باشد: در بخش اول به بررسی خصوصیات جریان و حرکت رسوب در کانال مستقیم پرداخته شده است. مقایسه نتایج حاصل از این مطالعات با داده های آزمایشگاهی که به همین منظور برداشت شده است، صحت مدلسازی عددی را تایید می کند. در بخش دوم الگوی حرکت رسوبات در آبگیر جانبی از مسیر مستقیم بررسی گردید. در این بخش پارامترهای موثر بر حرکت ذره در دو دسته پارامترهای جریان (عرض به عمق جریان در کانال اصلی، نسبت آبگیری، زاویه آبگیر، عرض کانال اصلی به عرض آبگیر) و خصوصیات رسوب (قطر) مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتایج، نسبت عرض به عمق کانال اصلی از پارامترهای موثر بر حرکت ذرات رسوب است و نقش تعیین کننده ای در میزان رسوب ورودی به آبگیر دارد. نتایج مطالعات حاضر نشان میدهد با افزایش نسبت آبگیری، آبگیری در کل عمق یکنواخت تر می شود و لذا در شرایطی که فرسایش قابل توجه نباشد، راندمان آبگیری افزایش یابد. بررسی تاثیر زاویه آبگیری در میزان رسوب ورودی به آبگیر نشان میدهد در شرایط یکسان با افزایش زاویه آبگیری، آبگیری در کل عمق یکنواخت تر می شود و در شرایطی که فرسایش قابل توجه نباشد، راندمان آبگیری بهبود می یابد، اما نکته قابل توجه آنست که با افزایش زاویه آبگیری توزیع تنش برشی در کف غیر یکنواخت تر می شود و فرسایش موضعی در دهانه آبگیر شدت می یابد. ردیابی لاگرانژی ذرات رسوب نشان میدهد، رسوبات در دهانه آبگیر یک ناحیه گوه ای شکل را تشکیل میدهند و از این ناحیه وارد آبگیر می شوند. بر اساس نتایج اصلی ترین عامل در میزان رسوب ورودی به آبگیر صرفنظر از خصوصیات رسوب، شکل حرکت بار رسوبی است. محل ته نشینی رسوبات معلق و بستر در کانال آبگیر یکسان نمی باشد.