بررسي مكانيزم آبشستگي ناشي از كاركرد همزمان جت هاي ديواره و ريزشي مستغرق با استفاده از مدل Flow3D

انرژي جنبشي زياد جريان فوق بحراني خروجي از سرريزها، مجراهاي مياني و تحتاني در بدنه سدها كه اغلب بصورت جت طراحي مي‌شوند، در تعامل با بستر فرسايش پذير مي‌توانند پايداري سازه‌هاي واقع شده در مسير آنها را به مخاطره اندازند. هدف از پژوهش حاضر، بررسي مكانيزم جريان و آبشستگي ناشي از عملكرد همزمان جت‌هاي ريزشي و ديواره است. بدين منظور الگوي جريان و آبشستگي ايجاد شده ناشي از برخورد جت‌ها با استفاده از مدل عددي Flow3D شبيه‌سازي شده است. پس از صحت سنجي نتايج مدل عددي با داده‌هاي آزمايشگاهي، بردارهاي سرعت، جريان‌هاي ثانويه ناشي از برخورد جت‌ها، پارامترهاي هندسه آبشستگي شامل عمق و طول حفره آبشستگي و نيز ارتفاع برآمدگي، از شروع آبشستگي تا زمان تعادل بستر در زمان‌هاي متفاوت مورد بررسي قرار گرفت. نتايج تحليل الگوي جريان نشان داد با برخورد دو جت، يك جريان گردابي ساعتگرد در محل برخورد جت ها تشكيل مي‌شود كه منجر به فرسايش بستر رسوبي مي‌شود. با گذشت زمان و تجمع رسوبات در پايين دست چاله آبشستگي، جدايش جريان در بالاي برآمدگي اتفاق مي‌افتد و يك جريان گردابي پادساعتگرد در بالادست برآمدگي بوجود مي‌آيد. بررسي مكانيزم آبشستگي نشان داد بيشترين نرخ فرسايش در مراحل اوليه فرآيند آبشستگي اتفاق مي‌افتند، به‌طوريكه در 15 درصد ابتدايي زمان تعادل شبيه سازي، به ترتيب 80، 67 و 76 درصد بيشينه طول، عمق و عرض آبشستگي رخ داده است. نتايج بدست آمده از مدل عددي به ترتيب با خطاي 1.86، 7.7 و 31 درصد پارامترهاي بيشينه عمق، طول و ارتفاع برآمدگي را در مقايسه با مقادير آزمايشگاهي پيش‌بيني نمودند.