تحلیل عددی جریان رسوب در تونل تخلیه کننده تحتانی سدها

امروزه کنترل فرسایش در قسمت های بالادست حوضه های آبریز یکی از فعالیت های مهم مدیریت آب کشور محسوب می گردد که از طرق مختلف همچون آبخیزداری صورت می پذیرد. اما استفاده از فعالیت های حفاظت آب و خاک به منظور کنترل رسوب زایی حوضه های آبریز در همه شرایط محقق نگردیده و همچون رودخانه سفید رود باید به نحو دیگری نسبت به حل معضل رسوبگذاری مخزن اقدام کرد. در این راستا به نظر می رسد تخلیه رسوبات ته نشین شده در مخزن سد از طریق تخلیه کننده های تحتانی به عنوان تنها راه حل موثر و موفقیت آمیز مطرح می باشد. در این پروژه پدیده تخلیه جریان های رسوبی از تخلیه کننده تحتانی و مسائل مرتبط با آن مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور الگوی جریان دو فاز آب و هوا، جریان غلیظ و عوامل احتمالی در پیچیدگی این الگو با استفاده از نرم افزار fluent شبیه سازی گردید. این نرم افزار جریان سیال را به روش حجم محدود و به صورت دوبعدی و سه بعدی تحلیل می نماید. شبیه سازی الگوی جریان دو فاز آب و هوا در تخلیه کننده تحتانی با استفاده از مدل اولرین و بررسی مدل های مختلف آشفتگی، شرایط مرزی و ضرایب موثر در مدل انجام گردیده و با مقایسه خروجی های مدل و نتایج آزمایشگاهی و اطمینان از صحت نتایج، رهیافت های لازم در زمینه شبیه سازی عددی پدیده جریان غلیظ در تخلیه کننده تحتانی در گام های بعدی حاصل شد. نتایج بدست آمده حاکی از قابلیت بالای این نرم افزار در مدل سازی جریان های چندفازی است. الگوی آشفتگی استاندارد مناسبترین الگوی موجود در معادلات جهت شبیه سازی جریان عبوری از تخلیه کننده تحتانی شناخته شد. همچنین با استفاده از این مدل شرایط جریان دو فاز آب و هوا در تونل تخلیه کننده مورد بررسی قرار گرفته است. سرانجام پدیده جریان غلیظ در تخلیه کننده تحتانی مورد مطالعه قرار گرفته و بدین منظور با بررسی تئوری مدل های عددی در زمینه انتقال رسوب و ضرایب تجربی وارده در آنها سعی در ارائه مدلی کاملا عددی بر پایه سیستم های چندفازی و بدون وارد کردن ضرایب تجربی در معادلات اصلی، شده است. در گام آخر نیز با اتکا به مطالعات و موفقیت در انجام شبیه سازی عددی میدان جریان و پدیده انتقال رسوب، نتایج حاصله در زمینه میدان های سرعت و فشار، پروفیل های انرژی آشفتگی در مقاطع مختلف و آشفتگی سطحی در طول و نیز تنش های برشی وارد بر کف تونل در جریانهای غلیظ ارائه شده است. همچنین سعی شده تا در هر مرحله با مقایسه نتایج ارائه شده با جریان دو فاز آب و هوا گامی هر چند کوچک در جهت شناخت پدیده جریان های رسوبی و ایجاد راهکارهایی جهت بهینه سازی نحوه عملکرد تونل برداشته شود.