مطالعه عددی الگوی جریان و آبشستگی پیرامون آبشکن سرسپری جاذب و دافع در حالت مستغرق و غیر مستغرق و مستقر در قوس 90 درجه

امروزه ساماندهی رودخانه ها نقش مهمی در برآورد نیازهای بشر ایفا می کند. انتخاب بهترین روش ساماندهی نه تنها از نظر مسائل اقتصادی بلکه از نظر راحتی و زمان اجرا بسیار مهم می باشد. آبشکن می-تواند به عنوان سازه ای تعریف شود که از ساحل به سمت جریان کشیده می شود تا از دیواره خارجی در مسیرهای مستقیم و قوسی شکل محافظت کند. با به کارگیری آبشکن محافظت از دیواره خارجی و انحراف سرعت های ماکزیمم از ناحیه قرارگیری آبشکن ممکن می باشد. علاوه بر خصوصیات هندسی آبشکن، خصوصیات هندسی کانال مورد مطالعه نیز الگوی جریان و آبشستگی بستر را تحت تأثیر قرار می دهد. که این عوامل، لزوم تحقیق درباره خاصیت سهبعدی الگوی جریان و نیز تغییرات توپوگرافی بستر در قوس های توأم با سازه های هیدرولیکی را آشکار میسازد. در این تحقیق به مطالعه الگوی جریان و آبشستگی حول آبشکن t شکل جاذب، عمودی و دافع مستقر در قوس 90 درجه با استفاده از مدل سهبعدی ssiim پرداخته شده است. که بدین منظور ابتدا به بررسی توپوگرافی بستر تعادل یافته در طول قوس 90 درجه و شکل گیری چاله آبشستگی در دماغه بال بالادست آبشکن عمودی و نیز شناسایی الگوی حاکم بر رفتار جریان با استفاده از بررسی پروفیلهای مولفه طولی سرعت u، مولفه عرضی v و مولفه عمقی w، روند تغییرات جریان ثانویه در محدوده آبشکن و نیز خطوط جریان در ترازهای مختلف پرداخته شد. سپس به منظور درک بهتر از الگوی جریان و آبشستگی در طول قوس 90 درجه و نیز حول آبشکن t شکل، به شبیه سازی الگوی جریان و آبشستگی حول آبشکن مستقر در کانالی 90 درجه تحت اثر عواملی همچون جاذب و دافع بودن، نسبت شعاع انحنا به عرض کانال و همچنین درصد استغراق آبشکن های t شکل، پرداخته شد و تأثیر این عوامل را بر روی توپوگرافی بستر و تغییرات پروفیلهای طولی و عرضی بستر کانال نسبت به حالت اولیه و نیز خطوط جریان در مقاطع عرضی، طولی و ترازهای مختلف، روند شکلگیری، رشد و استهلاک جریان ثانویه و همچنین ناحیه جدایی جریان، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. پروفیل های طولی و عرضی و پروفیل بی بعد پلان بستر با بعضی از نتایج آزمایشگاهی واقفی مقایسه شد. نتایج نشان داد تطابق خوبی بین مدل آزمایشگاهی و عددی ssiim برقرار است. مقایسه نشان داد مدل عددی ssiim به خوبی می تواند الگوی جریان و آبشستگی در اطراف آبشکن t شکل را پیش بینی کند. همچنین نتایج نشان داد عمق بیشینه چاله آبشستگی در تمامی موارد در مجاورت چاله آبشستگی و بالادست آن تشکیل می شود که افزایش درصد استغراق در حالت آبشکن جاذب و عمودی باعث کاهش بیشینه عمق چاله و افزایش آن در حالت دافع می شود. همچنین نتایج نشان داد در تمامی حالات با افزایش شعاع انحنا عمق بیشینه چاله افزایش می یابد. همین طور در تمام درصدهای استغراق آبشکن قدرت بیشینه جریان ثانویه در نزدیکی بال آبشکن تشکیل می شود.