رفتن به محتوای اصلی
x
بررسی عددی ساختار جریان بر روی شكل های بستر سه بعدی رودخانه ای
تاریخ دفاع
مقطع تحصیلی
كارشناسی ارشد
گروه آموزشی
مهندسی آب
استاد

الهام فاضل نجف آبادی

نیاز انسان به آب و شکل¬گیری تمدن¬های اولیه بشری در کنار رودخانه¬ها برکسی پوشیده نیست. بنابراین به لحاظ اهمیتی که این منابع طبیعی در تامین نیازهای بشر تا کنون داشته¬اند، استفاده بهینه از رودخانه¬ها مورد توجه قرار گرفته است و انگیزه¬ای برای بوجود آمدن شاخه¬ای از علم مهندسی آب به نام مهندسی رودخانه بوده است. از جمله مباحث مهم در علم مهندسی رودخانه، شناخت شکل بستر رودخانه، تثبیت سواحل و بستر رودخانه و بررسی ساختار جریان بر روی آن می¬باشد. در پژوهش حاضر، به کمک نرم افزار اپن¬فوم که یک نرم افزار قدرتمند با دقت و سرعت بالا جهت شبیه¬سازی سیالات می¬باشد، دو نوع شکل بستر در قالب شکل بستر برآمده و فرورفته و تلماسه¬ها در دو نوع تاج مقعر و محدب به سمت پایین¬دست شبیه¬سازی شد. برای اطمینان از نتایج بدست آمده توسط نرم افزار، از نتایج پیشین آزمایشگاهی جهت صحت سنجی انجام شد و مقایسه نتایج نیمرخ¬های سرعت در چهار نقطه بر روی اشکال بستر در دو فاصله 20 و 45 سانتی¬متری از جدار تطابق خوبی را با نتایج آزمایشگاهی نشان داد. پس از اطمینان از نتایج عددی، با تغییر پارامترهای هندسی اشکال بستر به بررسی ساختار جریان پرداخته شد. نیمرخ¬های سرعت و تنش برشی بر روی چهار نقطه از اشکال بستر در محور مرکزی کانال به ازای تغییر پارامترها مقایسه شدند. تغییر پارامترهای هندسی بر روی شکل بستر برآمده و فرورفته شامل تغییر زاویه و طول موج، و برای شکل بستر تلماسه¬ها شامل تغییر زاویه lee، طول موج و انحنای تاج انجام شد. نتایج تغییر پارامترها بر روی شکل بستر برآمده و فرورفته نشان داد با افزایش زاویه ورودی و خروجی و طول موج شکل بستر به¬ترتیب شاهد کاهش سرعت و افزایش سرعت در طول شکل بستر بوده¬ایم. اما مقایسه نیمرخ¬های تنش برشی رینولدز نشان داد با افزایش زاویه، شاهد افزایش تنش و با افزایش طول موج، شاهد کاهش تنش می¬باشیم. از طرفی نتایج بر روی شکل بستر تلماسه با تاج محدب به¬سمت پایین¬دست نشان داد بیشترین مقادیر سرعت به ازای کمترین زاویه خروجی، بیشترین طول موج و بیشترین انحنای تاج بوده است. همچنین با افزایش زاویه شاهد افزایش ضخامت ناحیه جدایی جریان بر روی شیبlee و خط القعر بودیم. درحالی که نتایج مقایسه نیمرخ¬های تنش عکس مقادیر سرعت بود. نتایج بر روی شکل بستر تلماسه با تاج مقعر به¬سمت پایین¬دست نشان داد کمترین مقادیر سرعت به ازای بیشترین زاویه، کوچک¬ترین طول موج وبیش¬ترین انحنای تاج رخ داده است. درحالی که نتایج مقایسه نیمرخ¬های تنش در این حالت نیز عکس مقادیر سرعت بود. کلمات کلیدی: شکل بستر برآمده و فرورفته، شکل بستر تلماسه، نمیرخ¬های سرعت، تنش برشی رینولدز، نرم افزار اپن¬فوم، شبیه¬سازی عددی

  

تحت نظارت وف ایرانی