توسعه مدل عددی دو بعدی متوسط عمقی برای شبیه سازی جریان در مقاطع مرکب

جریان در رودخانه ها و آبراهه های طبیعی به ویژه در مواقع سیلابی، بسیار پیچیده و از سوی دیگر در زندگی بر روی کره زمین بسیار تأثیرگذار است. بسیاری از مجاری جریان آب در طبیعت به صورت مقاطع مرکب است که بررسی جریان در این مقاطع بسیار پیچیده تر از بررسی جریان در مقاطع ساده می باشد. به دلیل انتقال مومنتم ناشی از تقابل جریان کم عمق و کم سرعت سیلاب دشت و جریان کانال اصلی، ماهیت جریان در این مقاطع کاملاً سه بعدی است. هدف از تحقیق حاضر توسعه یک مدل عددی برای شبیه سازی جریان در مقاطع مرکب است. مدل بر اساس معادلات دوبعدی متوسط عمقی ناویر-استوکس در مختصات کارتزین توسعه داده شده است. برای گسسته سازی معادلات از روش حجم محدود با شبکه بندی staggered استفاده شده و معادلات اصلی با روش تصویری حل شده است. لزجت گردابه ای در مدل توسعه داده شده با استفاده از مدل های تلاطم سهموی و اسماگورینسکی محاسبه شده است. دقت و کارایی مدل با شبیه سازی جریان حول آبشکن سنجیده شده و جریان در دو کانال مرکب آزمایشگاهی مختلف برای بررسی و صحت سنجی مدل توسعه داده شده، مورد شبیه سازی قرار گرفته است. بر اساس صحت سنجی نتایج شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی ، مدل توسعه داده شده پروفیل عرضی و مقدار سرعت متوسط عمقی را به خوبی شبیه سازی کرده است.