پژوهش آب ایران

پژوهش آب ایران

شبیه‌سازی عددی توزیع سرعت جریان حاوی رسوبات معلق در کانال باز با مدل FLOW-3D

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه اراک
2 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج
3 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران،
چکیده
توزیع سرعت در جریان حاوی رسوبات معلق از پارامترهای مهم در برآورد دبی بار معلق در رودخانه‌ها محسوب می‌شود که برآورد دقیق‌تر آن سبب افزایش دقت در برآورد دبی بار معلق خواهد شد. در تحقیق حاضر، به‌منظور شبیه‌سازی عددی توزیع سرعت جریان حاوی رسوبات معلق از نرم‌افزار FLOW-3D استفاده شده است. برای این منظور، مدل عددی با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی معتبر واسنجی و صحت‌سنجی گردید. پس از بررسی مدل‌های آشفتگی مختلف، مدل K-ε به‌عنوان مدل آشفتگی برتر انتخاب شد. همچنین نتایج مدل‌سازی نشان داد که مدل عددی FLOW-3D دقت قابل‌قبولی در برآورد مقادیر سرعت در عمق‌‌های مختلف دارد؛ به‌طوری‌که خطای آن در برآورد مقادیر سرعت در عمق‌های مختلف برای داده‌های آزمایشگاهی ونونی و اینشتین و شن به‌ترتیب برابر با 12/6 و 75/3 درصد می‌باشد. به‌طورکلی، مدل عددی در عمق‌های کم (ناحیه داخلی توزیع سرعت) مقادیر سرعت را بیشتر و در عمق‌های بیشتر (ناحیه خارجی) مقادیر سرعت را کمتر از مقادیر آزمایشگاهی شبیه‌سازی کرده است. پس از اطمینان از نتایج مدل عددی، اثر تغییر در پارامترهایی همچون قطر، غلظت رسوبات معلق و زبری بستر بر توزیع سرعت جریان شبیه‌سازی گردید. نتایج نشان داد که عملکرد نرم‌افزار FLOW-3D در برآورد توزیع سرعت جریان حاوی رسوبات معلق در شرایط مختلف هیدرولیکی جریان بهتر از روابط تجربی است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


  • تاریخ دریافت 18 مرداد 1404
  • تاریخ پذیرش 04 مهر 1404
  • تاریخ انتشار 01 دی 1404