بررسی اثر زبری بر الگوی جریان در قوس 90 درجه تند

جریان در قوس رودخانه های طبیعی آشفته و بسیار پیچیده بوده که بر نحوه ی فرسایش و رسوبگذاری تاثیر گذاشته و توپوگرافی نامنظمی را موجب می شود، بطوریکه فرسایش در قوس خارجی و رسوگذاری در قوس داخلی صورت می گیرد.از جمله مشخصات بارز جریان در قوس ها وجود جریان ثانویه بوده که از اندر کنش نیروی گریز از مرکز و گرادیان فشار بوجود می آید. لذا لازم است هیدرولیک جریان و عوامل موثر بر آن در قوس ها بررسی شود. در این تحقیق که در قالب آزمایشگاهی انجام شده، به بررسی اثر زبری کف(با ایجاد سه زبری 5/0، 2 و 5 میلی متر در کف و دیواره های صاف) بر الگوی جریان در سه دبی 15، 25 و 35 لیتر بر ثانیه با عمق ثابت 17 سانتی متر که معادل سه عدد فرود 17/0، 28/0 و 4/0 می باشد، در یک قوس 90 درجه تند با عرض ثابت 40 سانتی متر و نسبت شعاع انحنا به عرض 2، پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش زبری تنش برشی بستر افزایش یافته و تنش برشی ماکزیمم در تمامی حالات از موقعیت 10 تا 65 درجه نزدیک دیوار داخلی و از موقعیت 90 درجه به بعد نزدیک دیوار خارجی می باشد و همچنین تغییرات قدرت گردابه در طول کانال دارای یک ماکزیمم مطلق و یک ماکزیمم نسبی در موقعیت 50 درجه و 80 درجه می باشدکه افزایش زبری باعث می شود ماکزیمم مطلق در رأس قوس (50 درجه) تشکیل شده و همچنین شرایط هیدرولیکی بستر از نظر صاف و یا زبر بودن عامل موثر بر قدرت گردابه می باشد. بر اساس نتایج کلی تغییرات تنش برشی بستر و قدرت گردابه موقعیت 80 درجه قوس به عنوان منطقه فرسایش پذیر پیش بینی گردید.