تأثير قدرت جريان ثانويه بر تنش برشي بستر پيرامون آب‌شكن سرسپري مستقر در موقعيت‌هاي مختلف قوس 90 درجه با بسترصلب

The Effect of Secondary Flow Strength on Bed Shear Stress around T-Shaped Spur Dike Locating in Various Positions of a 90 Degree

در اين تحقيق، در قوس 90 درجه ملايم توأم با استقرار آب شكن سرسپري در حالت بستر صلب، تأثير قدرت جريان ثانويه و چرخش بر تغييرات تنش برشي بستر براي موقعيت هاي مختلف نصب آب شكن با هم مقايسه شده است. در انجام اين آزمايشات براي اندازه گيري سرعت از دستگاه سرعت سنج سه بعدي ADV استفاده شده است. مقايسه بين بردارهاي سرعت و تغييرات خطوط جريان در طول قوس انجام شده و مقادير قدرت جريان ثانويه و چرخش براي موقعيت هاي مختلف استقرار آب شكن محاسبه و تأثير آن بر تغييرات تنش برشي بستر مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است. نتايج بيانگر اين است كه در موقعيت هاي مختلف نصب آب شكن، در فاصله حدود 6/0 طول آب شكن و در بالادست، بيشترين مقدار قدرت جريان ثانويه ايجاد مي گردد. محل وقوع بيشينه چرخش نيز بر محل وقوع بيشينه قدرت جريان ثانويه در جلو بال آب شكن منطبق مي باشد. با توجه به نتايج ارائه شده پيش بيني مي شود كه مكان وقوع آبشستگي بيشينه نيز نزديك به مكان وقوع بيشينه پارامترهاي قدرت جريان ثانويه و چرخش باشد. همچنين مسير حركت رسوبات نيز بر مكان هندسي نقاطي كه تنش برشي بيشتري دارند، منطبق مي باشد.

In this study, the effect of the secondary flow strength and vorticity on variations of bed shear stress for different positions of spur dike are compared through a mild 90˚ bend along with a Tshaped spur dike in a rigid bed. To carry out these experiments, three dimensional velocimeters (ADV) have been used for measuring velocity. Moreover, a comparison has been made between velocity vectors and variations of streamlines along the bend; the secondary flow strength and vorticity values are estimated for various positions of spur dike, and their effects on bed shear stress variations have been analyzed. It is concluded that the maximum secondary flow strength is evident in a distance of 0.6 of spur dikersquo;s length at upstream under all these different positions of spur dike. Also the maximum vorticity position corresponds to the position of the maximum secondary flow strength, in front of spur dikersquo;s wing. According to these results, it is predicted that the maximum scour occurs near the position of maximum secondary flow strength and maximum vorticity. Besides, the path of sediments motion coincides with the maximum shear stress points locus.