جانمایی صفحات مستغرق در قوس 180 درجه نسبت به آبگیر جانبی جهت کنترل رسوب ورودی به آبگئر توسط نرم افزار فلوئنت

صفحات مستغرق ساز های کوچکی هستند که در کف رودخانه نصب شده و جهت کنترل رسوب ورودی به آبگیر و همچنین جلوگیری از فرسایش دیواره و تثبیت بستر رودخانه به کار می روند. در این تحقیق سعی شده است با استفاده از نرم افزار فلوئنت و با کاربرد مدل آشفتگی rsm به شناسایی فیزیک جریان اطراف صفحه واقع در کانال قوسی و مستقیم و انجام مطالعات پارامتریک بر روی تک صفحه و گروه صفحات مستغرق واقع در کف کانال قوسی آبگیر دار پرداخته شود. در این راستا در ابتدا نتایج حاصل از مدل شبیه سازی شده با نتایج آزمایشگاهی منتصری (1386) صحت سنجی شده است و مقایسه این نتایج نشان دهنده دقت بالا و قابل اطمینان بودن نتایج حاصل از مدل عددی می باشد. پس از انجام صحت سنجی نتایج به مطالعه فیزیک جریان عبوری از صفحه در کانال مستقیم در دو زاویه برخورد بالا و پایین پرداخته شده و اثر انحنای مسیر و دیواره و همچنین وجود آبگیر بر الگوی جریان مشخص گردیده است. نتایج نشان می دهد که در زاویه برخورد بالا همواره سه گردابه عرضی و در زاویه برخورد پایین جریان با صفحه دو گردابه در اطراف صفحه شکل می گیرد. بر اثر برخورد جریان به صفحه با زاویه برخورد بالا یک گردابه در نزدیکی لبه پایین دست صفحه تشکیل می گردد که به گردابه نعل اسبی معروف می باشد این گردابه در زاویه برخورد پایین صفحه با جریان بصورت بسیار کوچک بوده یا وجود ندارد. همواره یک گردابه طولی در پشت صفحه به علت تشکیل ناحیه کم فشار و برگشت جریان به پشت صفحه شکل می گیرد که ناحیه ای با حداقل تنش و محل مستعدی برای به تله افتادن رسوبات است. این گردابه در زاویه برخورد بالا دارای ابعاد بزرگتری خواهد بود. ابعاد این گردابه از تاج تا کف صفحه افزایش می یابد و در تراز بالاتر از تاج صفحه از بین می رود. بررسی اثر قوس بر روی فیزیک جریان نشان می دهد که صفحه باعث به وجود آمدن گردابه های بزرگتری در قوس نسبت به کانال مستقیم شده که نشان از کارایی بیشتر صفحه در مسیر قوسی می باشد. وجود آبگیر همواره سبب کشیده شدن گردابه های عرضی و طولی به سمت آبگیر خواهد شد. در بخش دوم به انجام مطالعات پارامتریک بر روی صفحه مستغرق پرداخته شده است، در این بخش بهترین حالت قرارگیری صفحه مستغرق نسبت به لبه پایین دست و بالا دست آبگیر، بهترین زاویه قرارگیری، بهترین فاصله قرار گیری از جداره خارجی کانال به کمک الگوی جریان، الگوی تنش برشی و قدرت جریان ثانویه تعیین گردیده است. نتایج نشان می هد بهترین حالت قرار گیری صفحه در لبه پایین دست حالتی است که ابتدای صفحه دقیقاً در مقابل لبه پایین دست آبگیر با زاویه ای در حدود 17-20 درجه قرار دارد و بهترین حالت قرار گیری صفحه در لبه بالادست حالتی است که انتهای صفحه دقیقاً در مقابل لبه بالادست آبگیر با زاویه ای حدود 17 تا 20 درجه قرار دارد. بهترین فاصله قرار گیری صفحه از جداره خارجی در لبه بالادست و پایین دست آبگیر یک برابر ارتفاع صفحه می باشد. در ادامه به بررسی الگوی جریان در اطراف گروه صفحات پرداخته شد و فواصل طولی صفحات در دهانه و بالادست آبگیر تعیین گردید همچنین با کاربرد صفحات در یک ردیف و دو ردیف تأثیر گروه صفحات بر الگوی جریان و تنش برشی کف کانال مشخص شد و بهترین فاصله ردیف صفحات از هم تعیین گردید. به دلیل وجود محدودیت-های مدل آزمایشگاهی (مدل کج شده) با تغییر نسبت عرض به عمق برابر با 10 (نسبت عرض به عمق رودخانه های طبیعی) شرایطی شبیه به شرایط طبیعی شبیه سازی گردیده و مطالعات پارامتریک بر روی صفحه صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد بهترین فاصله طولی صفحات در دهانه و بالادست آبگیر به ترتیب برابر 6 و 8 برابر ارتفاع صفحات و بهترین فاصله عرضی صفحات فاصله 5/1 برابر ارتفاع صفحه می باشد.