شبيه‌سازي عددي توپوگرافي بستر و ميدان جريان در اطراف موانع شمع‌هاي دو رديفه متوالي و زيگزاگي در كانال مستقيم با بستر متحرك با نرم‌افزار SSIIM

Numerical simulation of bed topography and flow pattern around barriers with two tandem and two alternate rows of bars in straight channel with movable bed using SSIIM

آب شكن‌ها يكي از رايج‌ ترين سازه‌ها جهت هدايت جريان در امتداد مسير اصلي آبراهه و حفاظت سواحل در برابر فرسايش مي‌باشند. برآورد دقيق عمق آبشستگي در اطراف آب شكن­ ها از اهميت زيادي برخوردار است. در سال‌هاي اخير، بررسي­هاي زيادي در زمينه آب شكن­ هاي باز به­صورت آزمايشگاهي صورت گرفته اما بررسي آن به روش عددي كمتر مورد توجه قرار گرفته است. بنابراين در اين تحقيق،با استفاده از مدل عددي SSIIM1.1و مدل آشفتگي ، پديده آبشستگي و الگوي جريان سه ­بعدي اطراف آب شكن­ هاي باز دو رديفه با آرايش‌هاي در امتداد هم و زيگزاگي شبيه‌سازي شد.دراين تحقيق از داده‌هاي آزمايشگاهي انجام شده با شرايط دبي ثابت 28 ليتر بر ثانيه و رسوبات دانه‌اي، دركانالي به طول 15متر و عرض 60 سانتي ‌متر استفاده شد. دراين تحقيق تأثير تغييردرصد بازشدگي و فاصله محور تا محور آبشكن‌ها برمقدارحداكثر عمق آبشستگي و توزيع سرعت مورد بررسي قرارگرفت. مقايسه نتايج به ‌دست آمده از مدل عددي با نتايج آزمايشگاهي نشان مي‌دهد كه سرعت جريان طولي دركناره‌هاي كانال،به ‌دليل وجود آبشكن‌ها نسبت به وسط كانال بسيار كم مي‌باشد؛ به‌ طوري ‌كه دركناره‌هاي كانال و در فضاي بين آبشكن‌ها سرعت جريان تقريبا صفر است. بنابراين مدل عددي SSIIMبه‌خوبي توزيع سرعت اطراف آبشكن را به لحاظ كمي و كيفي شبيه­ سازي كرده است. با توجه به نتايج حاصله مدل عددي با كمتر از 10 درصد خطا، ماكزيمم عمق آبشستگي را محاسبه نمود. همچنين نتايج نشان داد كه كاهش فاصله محور به محور آب شكن­ هاي باز دو رديفه، توانايي و دقت مدل‌ عددي SSIIMدر برآورد مقدار حداكثر عمق آبشستگي را كاهش مي­ دهد.

Groins are one of the most common structures for conducting flow along the main route of the waterway and protecting the coast against erosion. The accurate estimation of the depth of scour around the groins is of great importance. In recent years, many studies have been carried out on open groins in laboratory, but less attention has been paid to numerical methods. Therefore, in this research, by using the SSIIM1.1 numerical model and the k-ε disturbance model, the scouring phenomenon and the threedimensional flow pattern around the open two-row spillways were simulated with zigzagging and zigzagging patterns. In this research, laboratory data was used with a discharge rate of 28 lit/s and sediment, in a channel of 15 meters in length and 60 cm wide. In this research, the effect of changing the opening percentage and distance on the maximum scour depth and velocity distribution has been investigated. Comparing the results of the numerical model with the experimental results shows that the longitudinal flow velocity at the channel edges is very low due to the presence of groins in the middle of the channel, so that the flow velocity is almost zero at the channel edges and in the space between the groin gaps. Therefore, the numerical model of SSIIM simulates quantitatively and qualitatively the velocity distribution around the groins. According to the results, a numerical model with less than 10% error has calculated the maximum scour depth. Also, the results showed that the reduction of the distance between the axis of the two-row open groin reduces the ability and accuracy of the SSIIM numerical model to estimate the maximum amount of scour depth.