تاثیر نسبت دبی بر الگوی جریان و ارتباط آن با فرسایش و رسوب گذاری بستر در محل تلاقی کانال های مستطیلی

+ترکیب دو جریان با یکدیگر از مسائل مهم در مهندسی هیدرولیک می باشد که هم در مصنوعات بشری(کانال های آبیاری و زهکش های فاضلاب) و هم در طبیعت (رودخانه ها) به وفور دیده می شود. همزمان با پیشرفت دینامیک سیالات محاسباتی و استفاده از شبیه سازی عددی جریان می توان از صرف هزینه و زمان زیاد جلوگیری نمود. در مطالعه حاضر با استفاده از مدل هیدرودینامیک فلوئنت و صحت سنجی نتایج مدل عددی با داده های وبر و همکاران (2001)، هیدرولیک جریان در تقاطع کانالها به صورت سه بعدی شبیه سازی شده و اثر نسبت دبی بر روی الگوی جریان بررسی قرار گرفته است. برای تحلیل جریان از روش چند فازی حجم سیال(vof) و مدل های آشفتگی و rsm استفاده شده است. مدل آشفتگی rsm با کمترین میانگین درصد خطای نسبی سرعت طولی در همه نسبت دبی ها به عنوان بهترین مدل تعیین شد و سپس به تحلیل پارامترهای آَشفتگی جریان در طول کانال اصلی پرداخته شده است. نتایج حاصل تطابق مناسب نتایج مدل عددی با مدل آزمایشگاهی را نشان میدهد. متوسط خطای نسبی برای برآورد سرعت طولی و ابعاد ناحیه جدایی جریان به ترتیب 7 درصد و 56/0 درصد می باشد. نتایج نشان داد با افزایش نسبت دبی طول و عرض ناحیه جدایی جریان کاهش یافته و فاصله خط تقسیم جریان از دیواره داخلی کانال اصلی بیشتر می شود. با مقایسه جریان های ثانویه در نسبت های مختلف دبی، مشاهده شد که با افزایش نسبت دبی شدت جریان های چرخشی ثانویه در داخل کانال اصلی کاهش می یابد. توزیع تنش برشی، نشان داد که در محل ترکیب دو جریان مقدار تنش برشی بالا است و در گوشه سمت چپ کانال اصلی احتمال وجود یک ناحیه رسوب گذاری و در مقابل آن یک حفره آب شستگی وجود دارد. شبیه سازی های فلوئنت با نتایج شبیه سازی هوانگ و همکاران(2002) و مدل عددی cfx مقایسه شد و نتایج حاصل نشان دهنده برتری مدل عددی فلوئنت می باشد.