بررسی تأثیر هندسه و شرایط جریان بر میدان سیال در داخل قوس تونل ها (مطالعه موردی تونل تخلیه سد سیازاخ)

مطالعه و شبیه سازی هیدرولیک جریان و رسوب در قوس ها به روش های مختلف همواره مورد توجه مهندسین علم هیدرولیک و مهندسی رودخانه بوده است. نیروهای تأثیرگذار بر جریان در قوس شامل نیروی گریز از مرکز ناشی از انحنای جریان ترکیب شده با پروفیل قائم سرعت غیریکنواخت، تنش های برشی و گرادیان فشار می باشد که باعث شیب جانبی سطح آب می شود. در این تحقیق، نحوه اصلاح الگوی جریان درون قوس تونل سد سیازاخ و کاهش آشفتگی و ارتفاع خیزآب درون تونل با تغییر هندسه تونل مورد توجه بوده است. به دلیل مشکلات ناشی از زمین-شناسی، در این تحقیق اصلاح و یکنواخت کردن ارتفاع سطح آب در مقطع عرضی بدون تغییر در شعاع و مسیر قوس مورد توجه بوده است. بنابراین برای اندازه گیری فشار و پروفیل جریان در طول قوس آزمایش هایی بر روی مدل فیزیکی تونل برای دبی های مختلف صورت گرفت. سپس از نتایج آزمایشگاهی برای کالیبره کردن مدل عددی هندسه ساخته شده در flow-3d استفاده شد. این مدل برای اصلاحات مختلف مقطع عرضی مورد استفاده قرار گرفته و نتایج برای رسیدن به بهترین الگوی جریان مقایسه شد. نتایج نشان داد که یک دیواره طولی با ویژگی های مشخص در وسط تونل باعث تقسیم جریان شده و بهترین نتایج اصلاح پروفیل جریان حاصل می شود. با اضافه شدن این سازه ارتفاع خیزآب تقریباً به نصف کاهش یافته و همچنین شکل پروفیل عرضی جریان نیز به طور اساسی اصلاح شده است.