بررسی عددی تأثیر زاویه تلاقی بر دینامیک جریان در تلاقی کانال‌های همکف و غیرهمکف

دینامیک جریان در محل تلاقی رودخانه‌ها با شش ناحیۀ اصلی قابل تشخیص است: ناحیۀ رکود جریان، انحراف جریان، جدایی جریان، حداکثر سرعت، بازیافت جریان و لایه‌های برشی. زاویۀ تلاقی، نسبت دبی بین دو شاخه، اختلاف رقوم و غیره از جمله پارامترهای تاثیرگذار بر ابعاد این نواحی هستند. توجه بیشتر مطالعات قبلی بر تلاقی کانال‌های همکف معطوف بوده است؛ و در زمینۀ تلاقی‌های غیرهمکف مطالعات اندک است. این تحقیق به ارزیابی اثر زاویۀ تلاقی دو کانال بر دینامیک جریان (ناحیۀ جداشدگی، الگوی جریان و تراز آب)، با استفاده از شبیه‌سازی سه‌بعدی Flow-3D در تلاقی‌های همکف و غیرهمکف می‌پردازد. فاکتورهای مهم بررسی شده در این تحقیق، چهار نسبت دبی (نسبت دبی شاخۀ فرعی به دبی کل برابر با 2/0، 33/0، 5/0 و 67/0)، سه زاویه (45، 60 و 90 درجه) و اختلاف رقوم‌های متغیر هستند. پیش‌بینی‌های شبیه‌سازی عددی تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. نتایج تحقیق حاضر نشان می‌دهد که بین دینامیک جریان در تلاقی‌های همکف و غیرهمکف تفاوت زیاد است و زاویۀ اتصال نقشی مهم در تلاقی‌ رودخانه‌ها، به‌ویژه در تلاقی‌های همکف بازی می‌کند. با افزایش زاویه، ابعاد ناحیۀ جداشدگی جریان افزایش می‌یابد به‌طوری‌که طول ناحیۀ جداشدگی در زاویۀ 90 درجه 3/2 برابر طول ناحیۀ جداشدگی در زاویۀ 45 درجه برای تلاقی‌های همکف است. این مقدار در تلاقی‌های غیرهمکف با اختلاف رقوم‌های نسبی برابر با 1/0، 2/0 و 3/0 به‌ترتیب برابر با 5/4، 3 و 1/2 است.