خصوصيات جريان‌هاي عرضي در كانال‌هاي مركب پيچان

Transverse Flow Characteristics in the Meandering Compound Channels

مسيل‌هاي طبيعي در طول مسير خود همواره مئاندرهايي تشيكل مي‌دهند و در نظر گرفتن اثر اين پيچ و خم‌ها در مسير جريان بر الگوي خصوصيات جريان حائز اهميت است. در هنگام بروز سيلاب، سطح آب از مقطع اصلي رودخانه فراتر رفته و وارد دشت­ هاي سيلابي آن مي شود. در اين حالت مقطع رودخانه به صورت مقطع مركب در مي‌آيد. در اين تحقيق با استفاده از نرم ­افزارFlow3D كه يك نرم‌افزار قوي در زمينه ديناميك سيالات محاسباتي است، به بررسي قدرت جريان عرضي و چرخش گردابه‌ها در كانال مركب پيچان تحت اثر تغيير عمق نسبي و ميزان سينوسيتي پرداخته شده است. براي اين منظور از شش كانال با مقدار سينوسيتي مختلف و سه عمق نسبي متفاوت استفاده شده است. نتايج حاصل از شبيه­ سازي عددي نشان مي‌دهد مقدار بيشينه قدرت چرخشي گردابه‌ها با افزايش ميزان سينوسيتي از 1 به 1/209، به طور متوسط در حدود 195درصد افزايش مي‌يابد و مقدار بيشينه قدرت جريان عرضي و چرخش گردابه‌ها، در كانال با زاويه 45 درجه‌اي قوس مركزي و ميزان سينوسيتي 1/209 رخ مي‌دهد. همچنين در مقطع اصلي كانال مركب پيچان، براي تمام مقادير سينوسيتي، با كاهش مقدار عمق نسبي، بر ميزان قدرت جريان عرضي و چرخش گردابه‌ها افزوده شده و ميزان تغيير قدرت جريان عرضي نسبت به تغيير عمق نسبي با افزايش ميزان سينوسيتي كاسته مي‌شود.

Natural channels always form meanders along their path, and it is important to consider the effect of this meander on the flow characteristics pattern. When a flood occurs, the water level crosses the main section of the river and enters its floodplains. In this case, the river crossing becomes a compound cross-section. In this study, using the Flow3D software (powerful software in the field of computational fluid dynamics), the vortex rotational power and transverse flow in the meandering compound channel under the influence of relative depth and Sinusoidal Change were investigated. For this purpose, six channels with different sinuosity and three relative depths were used. The results of the numerical simulation showed that the maximum rotational power of vortices increased with an average of about 195% by increasing the sinusoidal rate from 1 to 1.209. The maximum rotational strength of the vortices and the transverse flow rate occurred at a 45-degree angle to the central arc and a sinusoidal value of 1.209. In the main cross-section of the meandering compound channel, for all sinusoidal values, by decreasing the relative depth, the vortex and transverse rotation strengths increased and the rate of change in transverse current power relative to relative depth changes decreased with increasing sinusoidal rate.