بررسی مشخصات هیدرولیکی جریان در تقاطع کانال باز 90 درجه

تقاطع دو کانال باز یک رخداد عمومی و مهم در بسیاری از رودخانه ها، سازه های تنظیم کننده رفتار فاضلاب و نیز سازه های هیدرولیکی می باشد که بعلت اثرات فراوانی که بر روی ساختار جریان شامل نتایج اندازه گیری، انتقال رسوب و پخش آلودگی در جریان دارند، در مهندسی هیدرولیک اهمیت بسیاری دارند. محل تقاطع نقطه ایست که دو جریان یا بیشتر با یکدیگر مخلوط می شوند. این نقطه مکانیست که تغییرات سریعی در جریان، رسوب و هندسه جریان رخ می دهد. فهمیدن دینامیک جریان در تقاطع یکی از بزرگترین دغدغه های مهندسین رودخانه، دانشمندان مورفولوژیست رودخانه ای و رسوب شناسان می باشد.در طراحی سازه های هیدرولیکی، رفتار جریان در محل تقاطع درباره فرسایش کف کانال که منجر به انحراف جریان می شود و یا اصابت دهانه جریان ها با یکدیگر مورد توجه می باشد. سطح آزاد، توزیع سرعت، تنش برشی و نیز کمیت های دیگر از قبیل پخش، ضرائب پراکنش و همه فرایندهای انتقال سه بعدی هستند که برای جمع آوری یک سری اطلاعات کامل برای صحت سنجی سه بعدی کد cfd سطح آزاد جریان متداول است. این پایان نامه، یک مطالعه تفصیلی بر پایه مقایسه با داده های آزمایشگاهی می باشد که با بررسی جریان در تقاطع کانال های باز به سوالات مطروحه در مطالعات انجام گرفته، پاسخ می دهد. هدف این پروژه جمع آوری یک سری اطلاعات است که شرایط سه بعدی جریان را در یک تقاطع توصیف کند. در این پژوهش الگوی جریان در تقاطع کانال باز با زاویه انشعاب 90 درجه و با استفاده از بسته نرم افزاری ansys–cfx? درحالت سه بعدی شبیهسازی و جهت صحت سنجی شبیهسازی عددی از نتایج آزمایشگاهی موجود استفاده شده? است. نتایج عددی با داده های آزمایشگاهی مقایسه و تطابق بالایی را نشان داده اند. در ادامه الگوی جریان در نواحی ایجاد شده بر اثر ورود جریان انحرافی به کانال اصلی بررسی و با نتایج مطالعه آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار داده شده است. در ادامه اثرات میزان اصطکاک دیواره کانال بر روی کل جریان و نیز نواحی مختلف آن در محل تقاطع مورد بررسی قرار گرفته است. نمودارها و جداول این پژوهش به منظور تحلیل تغییرات سطح آب، میدان سرعت و ابعاد ناحیه جداشده در مهندسی هیدرولیک و طراحی سازه های هیدرولیکی کاربرد دارد??. اهداف اصلی این مقاله عبارتند از: 1) توصیف الگوی جریان در محل تقاطع کانال های باز، 2) بررسی اثرات نسبت دبی بر روی هندسه ناحیه جداشدگی، و 3) مطالعه اثر پارامتر زبری دیواره های کانال بر روی ناحیه جداشده در تقاطع ها.?