شبیه سازی عددی الگوی جریان و رسوب در پیچان رود سینوسی

پیچان رود در شکل ظاهری، ترکیبی از پیچ های متوالی است که در پایین دست حوضه و سیلاب دشت های با شیب کم حضور دارد. در این چنین بازه هایی اندرکنش جریان با نیروی گریز از مرکز موجب به وجود آمدن پدیده هایی مانند جریان های چرخشی می شودکه بر فرآیند های رودخانه ای و معیارهای طراحی اثرگذار است. آبگیری از رودخانه یکی از مباحث کاربردی دانش هیدرولیک بوده که تاکنون مطالعات گوناگونی در خصوص آن صورت گرفته است. بیشتر این مطالعات بر روی مدل های آزمایشگاهی با بستر صلب یا به صورت عددی و با در نظر گرفتن بار معلق و در یک خم انجام شده است. در این پژوهش با استفاده از مدل عددی ssiim مدل یک پیچان رود متشکل از سه خم با بستر متحرک و تزریق رسوب از بالادست که پیش از این در موسسه تحقیقات آب ساخته شده بود شبیه سازی شد. در این شبیه سازی از منحنی دانه بندی برای بار بستر و رسوب تزریقی بهره گرفته شد. اجرا های مدل عددی برای پژوهش حاضر در سه دسته کلی صورت پذیرفت. در دسته ی اول بستر ریز دانه در حالت کمینه دبی مورد بررسی قرار گرفت. سپس تأثیر افزایش دبی تا حد مقطع پر بر الگوی رسوب و بار معلق بررسی شد. در دسته ی دوم مدل با بستر درشت دانه و دبی مقطع پر شبیه سازی شد. دسته سوم اجرا ها مربوط به شبیه سازی آبگیری از خم میانی پیچان رود با بستر ریز دانه و نسبت آبگیری(انحراف) 0.2 است که به منظور یافتن زاویه بهینه آبگیری جهت برداشت آب با کمترین بار رسوب معلق صورت گرفت. در این اجرا ها دهانه آبگیر در چهار موقعیت استقرار و در هر موقعیت، با سه زاویه انحراف شبیه سازی شد. نتایج نشان داد که قطر میانه ذرات نسبت به حالت اولیه در بسیاری از مناطق پیچان رود تا حدود 50 درصد افزایش می یابد. در آبگیری با زاویه استقرار 45 درجه از شروع خم حدود 35 درصد از بار رسوب معلق موجود در کانال اصلی و بالا دست آبگیر به کانال آبگیر منتقل می شود. همچنین در محدوده مطالعاتی این پژوهش ضمن ارائه رابطه ای برای تخمین نرخ رسوب معلق ورودی به آبگیر بین نرخ رسوب ورودی و دو پارامتر زاویه استقرار و انحراف جریان، بهترین مکان احداث آبگیر در زاویه 82 درجه از شروع خم و با زاویه انحراف 60 درجه به دست آمد.