شبیه سازی فرسایش و انتقال رسوب در محل تلاقی آبراهه ها با استفاده از روش حجم های محدود

در این مقاله با استفاده از یک روش عددی، الگوهای فرسایش و انتقال رسوب در محل تلاقی دو نهر مورد بررسی قرار گرفته-اند. برای این منظور از روش حجم‌های محدود که یک روش تفکیک‌سازی پذیرفته شده و کارا در حل معادلات حاکم بر جریان می‌باشد، استفاده شده است. اثر تلاطم جریان با در نظر گرفتن یک شبیه گردابه-گرانروی در معادلات اندازه‌ی حرکت دیده شده است. جفت کردن معادلات حرکت جریان یعنی معادلات پیوستگی و اندازه حرکت در دو جهت و معادله‌ی پیوستگی رسوب به‌صورت کامل و همزمان انجام گرفته است. فرض شده که جریان دو بعدی بوده و انتقال رسوب فقط به-وسیله‌ی بار کف صورت می‌گیرد. برای این منظور از رابطه‌ی انتقال رسوب گراس برای برآورد بار کف در معادله‌ی پیوستگی رسوب استفاده شده است. در این مقاله برای به‌دست آوردن شار عددی در فصل مشترک بین سلول‌ها از روش تفکیک تفاضل شار همراه با حل مساله‌ی ریمان باکاربرد روش اصلاح شده‌ی هارتن- لکس- ون لیر(HLLC) بهره‌گیری شده است. تقاطع مورد نظر دارای زاویه‌ی 90 درجه بوده که نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی آن به‌منظور صحت‌سنجی شبیه با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شده‌اند که دقت قابل قبولی را نشان می‌دهند. الگوی فرسایش در نهر فرعی و ایجاد یک پشته‌ی رسوبی در نهر اصلی پایین دست به‌وسیله‌ی شبیه به درستی تشخیص داده می‌شود. همچنین به منظور انجام یک مقایسه‌ی کمی، نتایج حاصل از حداکثر عمق فرسایش، حداکثر ارتفاع پشته‌ی رسوبی و حداکثر نفوذ چاله‌ی فرسایشی در نهر فرعی با نتایج مربوط به داده‌های آزمایشگاهی مقایسه گردیده‌اند.