بررسي عددي اندركنش هيدروديناميكي فرآيند تخليه از مجرا در مخازن لايه‌بندي شده

موضوع تخليه جريان از مجاري در مخازن لايه‌بندي شده و اثرات متقابل آن درمحيط لايه‌بندي، يكي از مباحث مهم در هيدروليك مجاري و دريچه‌ها مي‌باشد. مدل سازي رفتار متفاوت الگوي جريان در هنگام تخليه دبي جريان از مجراي تعبيه شده در بدنه سد با وجود لايه‌بندي در مخزن، هدف مهم اين تحقيق مي‌باشد. بهره مندي از مدل سازي عددي، اين امكان را فراهم مي سازد كه به مديريت بهينه در مخازن لايه بندي شده نزديك شد. در اين تحقيق، نخست توانمندي مدل رياضي در يك سناريو مشابه با مدل آزمايشگاهي يك مجراي تخليه مورد ارزيابي قرار گرفت. با مقايسه ميان نتايج ميان دو مدل، عملكرد مدل رياضي قابل قبول تشخيص داده شد. بعد از ارزيابي مدل و تاييد عملكرد آن، مدل سازي عددي با شش دبي انتخابي در مقياس واقعي به منظور بررسي اندركنش هيدروديناميكي فرآيند تخليه در مخزن لايه بندي شده انجام گرديد. مطابق نتايج مدل به تفكيك مومنتم ايجاد شده در مخزن ناشي از ميزان دبي تخليه، سه حالت لايه اي پايدار، اختلاط ضعيف و اختلاط شديد مابين لايه ها مشاهده گرديد. نتايج نشان داد كه تا دبي به ميزان 10 مترمكعب بر ثانيه، تنها تخليه از لايه روبروي مجرا در مخزن صورت گرفته و به بيان ديگر اختلاطي ميان لايه هاي مخزن شكل نمي گيرد (حالت لايه اي پايدار). اين در حالي است كه شروع ناپايداري و اختلاط لايه ها در دبي تخليه 40 مترمكعب بر ثانيه وقوع يافت و با افزايش دبي تا 90 مترمكعب برثانيه شاهد وقوع اختلاط شديد مابين لايه ها بوده و به نوعي همه لايه ها با چگالي متفاوت در فرآيند تخليه درگير شدند. در اين حالت به عبارتي جريان لايه بندي چگالي را حس نمي كند.