شبیه سازی توپوگرافی بستر و میدان جریان در اطراف موانع دو ردیفه و توری‌سنگی در کانال مستقیم با استفاده از Flow-3D

فرسایش بستر و سواحل رودخانه و انتقال رسوب یکی از دلایل تغییرات ریخت ­شناسی رودخانه ­ای است که باعث تغییرات کیفی و کمی جریان می ­شود. آبشکن‌ها از جمله سازه‌های ساماندهی رودخانه‌ها می‌باشند که از ساحل به­ سمت محور رودخانه امتداد می‌یابند. از جمله مسائل مهم در طراحی آن‌ها، پدیده آبشستگی موضعی در دماغه آن‌ است که در اثر تغییر در الگوی جریان و وجود گردابه‌های قوی ایجاد می‌شود. در سال‌های اخیر، اکثر تحقیقات انجام شده بر روی آبشکن­های باز تک ردیفه و بسته استوار بوده و اغلب به‌صورت آزمایشگاهی انجام شده است. در این پژوهش، آبشستگی و الگوی جریان سه‌بعدی در اطراف آبشکن­های باز دو ردیفه با دو آرایش زیگزاگی و در امتداد هم و آبشکن توری‌سنگی با مدل عددی Flow-3D و استفاده از مدل آشفتگی RNG شبیه‌سازی شده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. همچنین تأثیر پارامترهایی همچون درصد بازشدگی و فاصله محور به محور ردیف‌های موانع باز دو ردیفه بر آبشستگی و الگوی جریان بررسی شد. نتایج نشان داد که نرم­ افزار Flow-3D، توانایی خوبی در به­دست آوردن نتایج در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی دارد؛ اگر چه این موضوع به‌شدت وابسته به نحوه مش­بندی دقیق، استفاده از یک CPU قوی و همچنین درجه­بندی دقیق مدل است. ‌به طوری­که حداکثر عمق آبشستگی را با خطای کمتر از 10 درصد نسبت به نتایج آزمایشگاهی برآورد نمود. همچنین نتایج نشان داد که با کاهش فاصله محور به محور آبشکن­های باز دو ردیفه، توانایی و دقت مدل‌ عددی در برآورد مقدار حداکثر عمق آبشستگی کاهش می ­یابد. در نهایت با مقایسه نتایج عددی و آزمایشگاهی در پروفیل‌های سرعت طول، مشخص شد که انطباق نسبتاً مناسبی بین این نتایج وجود دارد.