مطالعه اثر زاویه اتصال بر ویژگی های جریان در کانال های متقاطع

برخورد دو جریان با یکدیگر پدیده‎ای است که در سازه های دست­ساز بشر مانند شبکه های آبیاری، آب و فاضلاب و مجاری طبیعی مانند رودخانه ها مشاهده می شود. در این تحقیق با بهره­گیری از مدل آشفتگی rsm و روشvof  در نرم افزار فلوئنت، جریان متقاطع در کانال های مستطیلی مدل­سازی شده است. تأثیر زاویه اتصال کانال فرعی به کانال اصلی در زوایای30، 45، 60 و 90 درجه بر الگوی جریان و سطح آب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد با کاهش زاویه تقاطع، تراز سطح آب در بالادست تقاطع روند کاهشی و در پایین دست ناحیه تقاطع روند افزایشی دارد. عمق های بالادست تقاطع به ترتیب حدود 2%، 3/4%، 6% و 9% بالاتر از عمق های پایین­دست تقاطع در زوایای 30، 45، 60 و 90 درجه می­باشند. همچنین یک ناحیه جدایی جریان در پایین­دست تقاطع و یک ناحیه سکون در گوشه بالادست تقاطع و در داخل کانال اصلی تشکیل می­شود. کاهش زاویه اتصال به کانال اصلی باعث کاهش ابعاد این نواحی و همچنین کاهش آشفتگی جریان در پایین­دست محل تقاطع جریان می شود. شبیه سازی توزیع تنش برشی نیز نشان می دهد که تمرکز بالایی از تنش در دیواره روبروی تقاطع وجود داشته و در زوایای اتصال بزرگتر، مقدار این تنش افزایش می یابد. با افزایش زاویه تقاطع کانال ها، ابعاد ناحیه جدایی جریان نیز توسعه پیدا کرده و عرض مفید برای عبور جریان به پایین دست کاهش می یابد. با کاهش زاویه برخورد دو جریان و در نتیجه کاهش ابعاد ناحیه جدایی مشکلات ناشی از برخورد دو جریان کاهش می یابد.