نام پژوهشگر: اسمعیل شاکر
اسمعیل شاکر سید محمود کاشفیپور
یکی از روش های موثر و به صرفه جهت ساماندهی رودخانهها در محل قوسها استفاده از آبشکنهاست. الگوی جریان در قوس محافظت شده توسط سری آبشکنها، به دلیل تأثیرات آبشکنها بر الگوی جریان و جریانات ثانویه و تأثیرات متقابل آبشکنها برهم پیچیدهتر از حالت عادی است. هدف از تحقیق حاضر بررسی آزمایشگاهی تأثیر طول و زاویهی آبشکنها بر الگوی جریان در قوس است. به منظور انجام آزمایشهای مورد نظر از یک فلوم آزمایشگاهی با قوس 90 درجه ملایم با نسبت 4 r/b= ، عرض 7/0 متر و عمق آب 14/0 متر استفاده شد. آزمایشها در دو مرحله انجام شد. هدف از آزمایش مرحلهی اول بررسی الگوی جریان در قوس و برای انجام مقایسه بین الگوی جریان در حالت بدون آبشکن و با آبشکن بود. هدف از آزمایشهای مرحلهی دوم بررسی الگوی جریان در قوس با حضور آبشکن و بررسی تأثیر تغییرات طول و زاویهی آبشکنها بر آن بود. برای بدست آوردن الگوی جریان در تمام آزمایش ها، مولفه های سه بعدی سرعت جریان توسط یک دستگاه سرعت سنج سه بعدی الکترومغناطیس تحت شبکه بندی منظم و منحصر به فرد برای هر آزمایش برداشت گردید. برای بررسی اثر طول آبشکن بر الگوی جریان، از سه طول 5/10، 14 و 5/17 سانتیمتر که به ترتیب معادل 15%، 20% و 25% عرض کانال هستند، استفاده شد. برای بررسی اثرات زاویهی آبشکنها بر الگوی جریان از سه زاویهی 60، 90 و 120 درجه که به ترتیب معادل آبشکنهای دافع، قائم و جاذب هستند استفاده گردید. نتایج مطالعه نشان می دهد که حضور سری آبشکنها سبب یکنواختی سرعت بالادست و انتقال ناحیهی پرسرعت از مجاورت دیوارهی خارجی به سمت میانهی کانال تا دیوارهی داخلی میشود. اما حضور آبشکنها بیشینهی سرعت جریان را در قوس افزایش میدهد که میزان افزایش با توجه به طول و زاویهی قرارگیری آبشکنها متفاوت بوده و بیشینه سرعت برابر با 42/80 سانتیمتر بر ثانیه و در حضور آبشکنهای قائم با طول 25 درصد عرض کانال رخ داده است. تنش برشی بستر در اثر حضور آبشکنها افزایش یافته و تغییر طول و زاویهی آبشکنها میزان افزایش تنش را تحت تأثیر قرار میدهد اما تأثیر چندانی بر موقعیت مکانی رخداد تنش برشی ندارد، بطوریکه، در تمام حالات، تنش برشی بیشینه نسبی در زاویهی 70 تا 80 قوس و به میزان 86/5 برابر تنش برشی بالادست رخ داده است.