تأثیر زبری سطح روی الگوی توزیع سرعت سیال درون شکستگی سنگی

شکستگی‌ها در توده‌سنگ مسیرهای اصلی جریان‌اند و به‌عنوان عارضه‌یی مهم در رفتار هیدرولیکی توده‌سنگ مطرح می‌شوند. خواص هیدرولیکی توده‌سنگ در فعالیت‌های عمرانی، معدنی و محیط زیستی ــ نظیر دفن زباله‌های خطرناک و باطله فعالیت‌های هسته‌یی، نفت و انرژی زمین‌دما (ژئوترمال) ــ اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش جریان آشفته‌ی سیال یک‌فازی درون یک شکستگی سه‌بعدی با استفاده از روش حجم محدود و برای بازه وسیعی از سرعت ورودی جریان شبیه‌سازی شده است. تعدادی مقاطع قائم و افقی در دامنه‌ی هندسی شکستگی در نظر گرفته شده و مقادیر سرعت بی‌بعد شده روی هریک از مقاطع و برای سرعت‌های ورودی مختلف محاسبه شده‌اند. این مقادیر، پس از مقایسه، برای ارزیابی تأثیر زبری دیواره‌ی شکستگی روی دامنه‌ی سرعت متوسط مورد استفاده قرار گرفته‌اند. نتایج این بررسی‌ها نشان می‌دهد که با افزایش سرعت ورودی، پروفیل(نیم‌رخ) سرعت نامتقارن‌تر شده و به سمت دیواره با زبری کم‌تر چوله می‌شود. همچنین با افزایش سرعت ورودی جریان، آرایش جدیدی از جریان هدایت‌شده )کانالیزه( مشاهده می‌شود و از نواحی با دهانه‌ی کوچک‌تر دبی جریان (بی‌بعدشده)بیشتری نسبت به نواحی با دهانه‌ی بزرگ‌تر عبور می‌کند.