الگوی جریان پیرامون آبشکن‌های قائم در قوس 90 درجه ملایم با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

به­منظور محافظت سواحل و جلوگیری از فرسایش آن‌ها از سازه آب‌شکن استفاده می­شود. اهمیت این سازه­ها در قوس خارجی رودخانه­ها ضرورت بیش­تری دارد، چراکه در این محدوده از رودخانه، جریان­های ثانویه ایجادشده و به‌تبع آن ساحل فرسایش پیدا می­کند. در این مقاله، الگوی جریان پیرامون مجموعه­ای از آب‌شکن‌های قائم در قوس ˚90 ملایم با استفاده از یک حل­گر سه‌بعدی RANS بررسی‌شده است. به­منظور شبیه­سازی رفتار پیچیده سطح آب و جریان آشفته به ترتیب از روش حجم سیال و مدل آشفتگی Realizable k-ɛ استفاده‌شده است. از دو طول آب‌شکن معادل 15 و 25% عرض کانال آزمایشگاهی، دو فاصله قرارگیری معادل 3 و 5 برابر طول آب‌شکن، در دو عمق 3 و cm 9 از بستر و در دبی l/s 25 در یک فلوم با قوس ملایم با عرض m 7/0 و عمق آب cm 12 موردبررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج با داده‌های آزمایشگاهی نشان‌دهنده تطابق قابل‌قبول بین آن‌ها است. همچنین نتایج نشان می­دهد که حضور آب‌شکن‌ها در قوس موجب تمایل حداکثر سرعت متوسط به سمت قوس داخلی در بخش ورودی قوس می­شود. سپس به سمت میانه کانال منحرف می­شود. افزایش طول آب‌شکن‌ها باعث افزایش سرعت می­شود ولی تأثیری در وقوع سرعت حداکثر ندارد طوری­که در تمامی آرایش قرارگیری آب‌شکن‌ها در زاویه 71-°81 رخ‌داده است. در مورد تنش برشی نیز حداکثر مقدار آن در زاویه °81-°71  است.