بیشتر رودخانه‌ها دارای بستر‌های ناهموار می‌باشند که به آن‌ها شکل‌های بستر گفته می‌شود. این شکل‌ها بسته به شرایط هیدرولیکی انواع متفاوتی دارند که باعث ایجاد مقاومت در جریان می‌شوند. باوجود سال‌ها تحقیق و آزمایش در مورد شکل‌های بستر هنوز معادله دقیق و جامعی برای پیش‌بینی هندسه شکل‌های بستر در و برهم‌کنش آن با جریان به‌دست نیامده است. در این پژوهش با هدف بررسی تاثیر هندسه تلماسه بر ساختار جریان، به شبیه‌سازی عددی حرکت جریان بر روی تلماسه‌ها در مجرای کانال باز پرداخته شد. در همین راستا تعداد ۲۹ شبیه‌سازی برای مطالعه تاثیر هندسه پنج نوع تلماسه با زوایا و ارتفاع‌های متفاوت در شرایط هیدرولیکی مختلف و زبری‌های کف گوناگون انجام گردید. به دلیل ضعف مدل آشفتگی RANS در پیش­بینی جدایش شدید جریان در این پژوهش از مدل آشفتگی DES برای تلماسه­های بزرگ مقیاس و برای شبیه‌سازی مدل عددی از نرم‌افزار +STAR-CCM استفاده شده است. جهت بررسی صحت شبیه‌سازی‌ها، نتایج مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی محققین پیشین مقایسه گردید که نشان از دقت خوب مدل عددی دارد. در نهایت فرمولی برای پیش‌بینی این برهم‌کنش حاصل شد. نتایج ارزیابی رابطه به دست آمده برای بررسی تاثیر هندسه تلماسه بر هیدرولیک جریان، نشان داد که رابطه ارائه شده با خطای %۱۱.۲۵ و R² ۰.۸۶،  با توجه به طبیعت کاملا تصادفی تشکیل شکل بستر، دقت خوبی دارد.

واژه‌های کلیدی: شکل بستر، تلماسه، تحلیل ابعادی، مقاومت جریان، شبیه‌سازی عددی، STAR-CCM+

متن کامل [PDF 1230 kb]   (721 دریافت)