بررسی عددی الگوی جریان پیرامون آبشکن نفوذپذیر غیرمستغرق در قوس ?? درجه در کانال های باز

در این پایان نامه بررسی عددی الگوی جریان پیرامون آبشکن های نفوذپذیر در قوس ?? درجه انجام گرفته است. لذا ابتدا مدل عددی آبشکن نفوذناپذیر در قوس ?? درجه با استفاده از نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شده است. پس از مقایسه داده های عددی حاصل از شبیه سازی و داده های آزمایشگاهی آبشکن نفوذناپذیر در قوس ?? درجه، مدل مذکور صحت سنجی شده است و به توسعه مدل عددی پرداخته شده است. بررسی و مقایسه نتایج عددی و آزمایشگاهی حاکی از انطباق قابل قبول نتایج عددی دارد. در ادامه آبشکن های نفوذپذیر با درصدهای بازشدگی ??، ?? و ?? درصد، شبیه سازی شده و نتایج حاصل از هریک با یکدیگر مقایسه شده اند. سپس پارامترهایی ازجمله ابعاد (ضخامت و طول) آبشکن نفوذپذیر بررسی و در انتها نیز الگوی جریان پیرامون آبشکن های نفوذپذیر و نفوذناپذیر با-یکدیگر مقایسه شده است. با بررسی خطوط جریان پیرامون آبشکن های نفوذپذیر نشان داده شده است که با کاهش نفوذپذیری طول ناحیه جداشده ی تشکیل شده در پایین دست آبشکن بیشتر می شود. همچنین با مقایسه سرعت ها و تنش برشی بستر پیرامون آبشکن های نفوذپذیر نشان داده شده است که هرچفدر درصد نفوذپذیری آبشکن کمتر باشد، سرعت و نیز تنش برشی بستر در ساحل خارجی بیشتر کاهش می یابد، اما در عوض، در ساحل داخلی و در نزدیک دماغه آبشکن شاهد افزایش سرعت و تمرکز تنش هستیم. ضمن اینکه نتایج حاصل از بررسی تأثیر ضخامت آبشکن نشان داده است که با افزایش ضخامت طول ناحیه جداشدگی کاهش می یابد. همچنین با افزایش طول آبشکن نفوذپذیر طول بیشتری از ساحل خارجی قوس محافظت می شود. در انتها نیز با مقایسه الگوی جریان پیرامون آبشکن نفوذپذیر و نفوذناپذیر، نشان داده شده تنش برشی ماکزیمم در آبشکن نفوذناپذیر بیشتر بوده و در نزدیک دماغه آبشکن قرار دارد و با نفوذپذیر کردن آبشکن سبب از بین بردن گردابه ی ایجاد شده در پایین-دست آبشکن شده ایم. درنهایت نتایج حاصل از این پژوهش با مقایسه ی مدل های مختلف و تغییر پارامترهایی مثل درصد نفوذپذیری، ضخامت آبشکن و طول آبشکن نشان می دهد که آبشکن های نفوذپذیری که ضخامت آن بزرگ تر و طول آن نیز بیشتر است کارایی بیشتری دارند و هم جریان های برگشتی در پشت آبشکن حذف و هم تمرکز تنش های برشی در دماغه کاهش یافته و احتمال آبشستگی هنگامیکه بستر رودخانه متحرک باشد کاهش می یابد.