نام پژوهشگر: فرزین اسدزاده

مطالعه آزمایشگاهی الگوی آبشستگی موضعی و ساختار جریان اطراف آبشکن با دیواره ی شیب دار
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی عمران 1391
  فرزین اسدزاده   سید علی اکبر صالحی نیشابوری

مطالعه آزمایشگاهی بر روی تأثیر شیب بدنه تک آبشکن بر الگوی آبشستگی موضعی و ساختار جریان انجام شد. این تحقیق شامل دو بخش می باشد، در بخش اول تحقیق هیدرودینامیک سه بعدی اطراف تک آبشکن مستقیم با دیواره ی شیب دار 75 درجه، بصورت آزمایشگاهی و در یک کانال مستقیم با بستر صلب مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور مشخصات جریان با برداشت پارامترهای آشفتگی و تنش برشی بستر اطراف آبشکن به وسیله سرعت سنج نقطه ای سه بعدی adv، مورد بررسی قرار گرفت. در بخش دوم تحقیق با انجام آزمایشات آبشستگی در حالت بستر با مصالح غیر تثبیت شده، تأثیر شیب کناره ی آبشکن در آبشکن های مستقیم بر آبشستگی اطراف آبشکن مطالعه گردید. در پشت آبشکن با کاهش سرعت جریان که منجر به تشکیل ناحیه ی سکون می شود، سرعت جریان در نواحی میانی افزایش می یابد. به همین علت قسمتی از جریان به سمت بالا و قسمتی از جریان به سمت پایین که فشار کمتر است، حرکت می کند. جریان پایین رونده عامل تشکیل گردابه ی نعل اسبی می باشد. دو ناحیه ی تشدید سرعت که اولی مربوط به تشدید سرعت در هسته ی اصلی جریان و ناشی از کاهش عرض عبوری جریان بوده و ناحیه ی پرسرعت دیگر که مربوط به تشدید موضعی سرعت در پایین دست آبشکن و در ناحیه ی بیرونی لایه ی برشی می باشد، تشکیل شد. با محاسبه تنش برشی در لایه نزدیک بستر مشاهده شد که تمرکز تنش در بالادست دماغه آبشکن ایجاد می شود. این امر بعلت افزایش سرعت جریان ناشی از کاهش عرض عبوری بوده و باعث شروع آبشستگی از این ناحیه می گردد. حداکثر مقدار مولفه ی تنش –?(u^? v^? ) ? در امتداد لایه ی برشی رخ می دهد. با توجه به مقادیر منفی تنش های رینولدز (-?(u^ w^ ) ?) و (-?(v^ w^ ) ?)، تجمع رسوبات در ناحیه ی چرخشی پشت آبشکن اتفاق می افتد. نتایج نشان داد که در آبشکن های مستقیم با کناره شیب دار در عدد های فرود مختلف، با افزایش عدد فرود و تندتر شدن شیب کناره ی آبشکن، حداکثر عمق آبشستگی و ابعاد حفره ی آبشستگی افزایش می-یابد. این روند همچنین در مورد طول پشته ی رسوبی تشکیل شده نیز مشاهده شد اما ارتفاع این پشته رسوبی کاهش یافته و نیز، مقدار پیشروی تغییرات بستر به سمت پایین دست بیشتر می شود.