بررسي عددي تاثير انسداد ورودي كالورت بر هيدروليك جريان با استفاده از OpenFOAM

كالورت يكي از سازه هاي اصلي جهت عبور جريان سطحي در راه ها و خطوط ريلي است. جريان آب همراه با انتقال رسوبات و مواد زائد و شناور، سبب انسداد كالورت ها و پس زدگي آب، و در نتيجه كاهش ظرفيت انتقال سيلاب مي گردد. هدف اصلي اين پژوهش مدل سازي فيزيكي و شبيه سازي عددي اثرات درصدهاي مختلف انسداد در ورودي كالورت ها بر هيدروليك جريان بوده است. اثرات انسداد كالورت در 21 آزمون تجربي بررسي شد. براي تكميل آزمون انسدادهاي محتمل در كالورت، از مدل متن باز OpenFOAM استفاده شد. سه سناريو انسداد با مساحت ورودي 20، 40 و 60 درصد شبيه سازي گرديد. مدل رياضي با داده هاي مدل فيزيكي واسنجي شد. در شبيه سازي جريان در انسدادهاي مختلف دهانه كالورت، مدل تلاطم LES در OpenFOAM عملكرد بهتري نسبت به مدل هاي تلاطم گروه RAS نشان داد. نتايج شبيه سازي مشخصات جريان با كاربرد مدل تجاري FLOW-3D مقايسه و تائيد گرديد. نتايج براي سه جريان مختلف (40، 60 و 100 درصد از بده طراحي) نشان داد كه در شرايط انسداد يكسان، نرخ افزايش تراز سطح آب بالادست براي بده هاي كمتر، بيشتر از بده طراحي است. انسداد باعث تغيير در شدت تلاطم و تنش برشي در خروجي كالورت مي شود. براي بده طراحي با انسداد 40 درصد، ميزان تنش برشي تا 10 برابر افزايش مي يابد؛ كه سبب آبشستگي بيشتري در آبراهه پايين دست كالورت مي گردد.