كاربرد روش اويلري - اويلري در تخمين حداكثر عمق آبشستگي موضعي

Application of Euler- Euler method in estimation of maximum depth of local scour

آبشستگي موضعي در محل قرارگيري سازه­ هاي آبي تأثير به­ سزايي در طراحي اين سازه ­ها دارد. بنابراين شناخت رفتار جريان و تغييرات بستر تحت تأثير حضور سازه­ هاي مختلف امري اجتناب ناپذير مي­باشد. در اين مقاله،يك مدل اويلري- اويلري سه بعدي براي تخمين حداكثر عمق آبشستگي در پايين­دست سازه­ هاي هيدروليكي مورد استفاده قرار گرفته است. با به­ كارگيري نرم­افزار منبع باز OpenFOAM و ايجاد قابليت­هاي مناسب مدل­سازي آبشستگي، مدل مورد نظر ساخته شده و كارآيي و نقاط ضعف روش اويلري- اويلري مورد ارزيابي قرار گرفته است. شيوه عددي حجم محدود براي حل دستگاه معادلات ديفرانسيل حاكم بر انتقال رسوب و آبشستگي استفاده شده است. با در نظر گرفتن پارامترهاي مؤثر بر ميزان آبشستگي و استفاده از معادلات جريان دو فازي، به مدل­سازي پديده آبشستگي پرداخته شده است. براي تهيه مدل عددي، از حلگرهاي جريان سيال در يك چارچوب تكرار سرعت-فشار، ضمني قدرت­مند توسعه داده شده در نرم­افزار، استفاده شده است. براي صحت­سنجي نتايج نهايي از نتايج تحقيقات آزمايشگاهي و عددي محققيني چون چاترجي و گوش، ليو و فن راين استفاده شده است. نتايج نشان­دهنده دقت مناسب روش مورد استفاده در تخمين حداكثر عمق آبشستگي مي­باشد.

Local scour of hydraulic structures has a great influence on the design of these structures. Therefore, investigation of the flow and bed profile changes, affected by the presence of different structures is inevitable. In this paper, a three-dimensional Eulerian-Eulerian model is used to estimate the maximum scour depth downstream of hydraulic structures. By using open source software OpenFOAM and make appropriate capabilities for modeling of scour, model built and efficiency and weaknesses of Eulerian-Eulerian method is evaluated. Finite volume method is used for solving differential equations of sediment transport and flow field. the model has been developed by considering the parameters affecting the amount of scour and the use of two-phase flow equations. For construction of numerical model of fluid flow, a context of repeated speed-pressure is used. To verify the final results of the numerical results of laboratory research and researchers like Chatterjee, Liu and Van Rijn is used. The results showed that the method is appropriate to estimate the maximum scour depth.