بررسي عددي تأثير طول آب‌شكن مستغرق بر الگوي جريان در كانال باز مستقيم

يكي از اهداف مهم علم مهندسي رودخانه، محافظت از سواحل رودخانه­ها از پديده فرسايش ساحل خارجي آن­ها و جلوگيري از جابه­جا شدن مجراي اصلي آن­هاست. آب­شكن از جمله سازه­هاي هيدروليكي است كه به­منظور حفظ سواحل از فرسايش و تثبيت كناره­ها و افزايش عمق آب رودخانه كاربرد فراواني دارد. با توجه به كاربرد گسترده اين سازه، شناخت الگوي جريان اطراف آن از اهميت فراواني برخوردار است. از آن­جا كه الگوي جريان در اين ناحيه پيچيده و داراي ماهيت سه­بعدي است، شبيه­سازي آن در اين تحقيق به­صورت سه بعدي انجام پذيرفت. شبيه­سازي جريان عبوري از آب­شكن مستغرق توسط نرم­افزار FLOW3D صورت گرفت. براي مدل­سازي سطح آزاد از روش VOF و براي شبيه­سازي آشفتگي­ از مدل RNG kε استفاده شده است. بر اساس مقايسه نتايج حاصل از شبيه­سازي عددي در خصوص پارامترهاي سرعت طولي و عمق جريان مشخص شد مدل عددي مي‌تواند به­خوبي عبور جريان از آب­شكن مستغرق را شبيه‌سازي نمايد. در ادامه اثر طول آب­شكن بر پروفيل­هاي سرعت، سطح آزاد و الگوي جريان بررسي شد. بر اساس نتايج به­دست آمده، با افزايش طول آب­شكن سرعت بيشينه طولي در دماغه آب­شكن افزايش ‌يافت. در حالت آب­شكن با طول 1/0 متر اين سرعت 24 درصد و در حالت آب­شكن با طول 4/0 متر اين سرعت 59 درصد نسبت به سرعت متوسط افزايش نشان ‌داد. هم­چنين با افزايش طول آب­شكن سطح آب در بالادست افزايش مي‌يابد.