شبیه سازی عددی میدان جریان آشفته در کانال های مرکب
چکیده
کانال های مرکب مقاطع هیدرولیکی می باشند که از دو بخش اصلی، کانال اصلی و سیلابدشت تشکیل یافته اند. مقطع مرکب، مقطع هیدرولیکی بسیاری از رودخانه ها می باشد. بیشتر رود خانه های طبیعی یک منطقه سیل گیر دارند که به صورت جانبی به طرف خارج کانال اصلی، در یک شیب ملایم یا تخت گسترده می شود. وقتی سیل اتفاق می افتد جریان سریع در کانال اصلی به وسیله جریان آرام تر در سیلابدشت کند می شود که به موجب آن یک تغییر مومنتوم جانبی بزرگ به وجود می آید. مهمترین جنبه اختلاف کانال های مرکب با کانال های منظم معمولی در زمینه های کاربردی و طرح های مهندسی رودخانه، افت دبی و کاهش ظرفیت انتقال این مقاطع نسبت به مقاطع منظم می باشد. در تحقیق حاضر جهت رسیدن به درک روشنی از فیزیک حاکم بر میدان جریان عبوری از کانال مرکب با استفاده از نرم افزار فلوئنت نسخه 26/03/ 6 و مدل آشفتگی rsm، میدان جریان در مسیر مستقیم شبیه سازی عددی و با استفاده از مطالعات آزمایشگاهی انجام شده توسط تومیناگا و نزو نتایج حاصل از حل عددی صحت سنجی شده است. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی نشان دهنده قابلیت مدل عددی در شبیه سازی الگوی سه بعدی جریان از کانال مرکب می باشد. در ادامه، خصوصیات جریان مانند خطوط هم سرعت، توزیع تنش برشی، توزیع بردار های سرعت، روند تغییرات جریان ثانویه و تغییر پارامتر های هندسی و هیدرولیکی مانند طول و ارتفاع زبری در سیلابدشت کانال مرکب و عدد فرود بالا دست بر الگوی جریان مورد بررسی و تحلیل دقیق قرار گرفت. در آخر این تحقیق هم میدان جریان شوری در کانال مرکب شبیه سازی شد.