نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه رازی-پردیس کشاورزی و منابع طبیعی-دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی-گروه مهندسی آب
2 پردیس کشاورزی و منابع طبیعی- دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی-گروه مهندسی آب
چکیده
پیش‌بینی تنش ﺑﺮﺷﻲ در ﻛﺎﻧﺎلﻫﺎی روﺑﺎز در ﺑﺴﻴﺎری از ﻣﺴﺎﺋﻞ ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ مانند ﻃﺮاﺣﻲ ﻛﺎﻧﺎلﻫﺎی ﭘﺎﻳﺪار، محاسبۀ اﻓﺖ اﻧﺮژی و رﺳﻮب‌گذاری در ﻛﺎﻧﺎلﻫﺎ بااﻫﻤﻴﺖ است. در مواقع سیلابی، بهدﻟﻴﻞ ﺗﻔﺎوت ﻋﻤﻖ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﻴﻦ ﻛﺎﻧﺎل اﺻﻠﻲ و دﺷﺖﻫﺎی ﺳﻴﻼﺑﻲ اﻃﺮاف، ﺳﺮﻋﺖ ﺟﺮﻳﺎن ﻧﻴﺰ ﻣﺘﻔﺎوت است و ﻣﺘﻌﺎﻗﺒﺎً ﻣﻴﺰان ﺗﻨﺶ ﺑﺮﺷﻲ و ﺗﻮزﻳﻊ آن به شکلی چشمگیر ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲکند. در تحقیق حاضر، کارایی مدل عددی سهبعدیAnsys Fluent در شبیهسازی پارامترهای مختلف هیدرولیکی برای کانال مرکب مستطیلی با بسترهای صاف و زبر بررسی شده است. مدل آشفتگی و شبکۀ مشبندی به کمک نتایج حاصل از مدل آزمایشگاهی و مدل عددی صحت‌سنجی و سناریوهای مختلف به کمک مدل عددی مذکور شبیهسازی شد. مقایسۀ مقادیر تنش برشی نشان میدهد که با کاهش عمق در دشتهای سیلابی، میزان و درصد تنش برشی در دشتهای سیلابی افزایش و در کانال اصلی کاهش مییابد و با افزایش زبری، میزان تنش برشی افزایش مییابد. نتایج بررسیها همچنین بیانگر این نکته است که با افزایش دبی قدرت جریان افزایش مییابد و در محل تلاقی دشتهای سیلابی و کانال اصلی سرعت بیشتر است و گردابه‌هایی در این محل تشکیل میشود. نتایج این تحقیق میتواند در طراحی کانال های پایداربهخصوص در محل تلاقی کانال اصلی و دشتهای سیلابی نقش بسزایی داشته باشد.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
3D Numerical Simulation of Shear Stress in Rectangular Compound Channel using Ansys Fluent Model
نویسندگان [English]
- Ali Arman 1
- Rezvan Valizadeh 2
1 Compus oF Agriculture and Natural Resources, Razi University,Kermanshah
2 Campus of Agriculture and Natural Resources, Water Engineering branch
چکیده [English]
The precise prediction of shear stress in open channel is important in many engineering issues such as designing of sustainable channels, calculation of energy losses, and sedimentation in channels. In flood duration, due to difference in depth of flow between the main channel and the flood plains surrounding the flow, the flow velocity is also different, and subsequently the stress and distribution of stress significantly changes. In this paper, it has been shown the performance of the Ansys Fluent three-dimensional numerical model in simulating various hydraulic parameters for a rectangular compound channel with smooth and rough bed and wall. Comparison of shear stress values showed that with decreasing depth in flood plains, the amount and percentage of shear stress in flood walls, and in main channel increased and decreased respectively, and also it was shown that with increasing roughness, shear stress increased. Results also indicated that with increasing flow rate, the power flow increased and velocity and vortices were formed at the intersection of flood plains and main channels. The results of this research can play a role in designing of sustainable channels, especially at the intersection of the main channel and flood walls.
کلیدواژه‌ها [English]
- Floodplain
- Main Channel
- Open Channel
)