بررسی تاثیرعدد فرودپایاب برالگوی جریان¬های ثانویه در یک تلاقی 60 درجه کانال¬های روباز مستطیلی با مدل ریاضی SSIIM2

بررسی خصوصیات جریان در محل تلاقی رودخانه­ها و کانال­های روباز یکی از موضوعات مورد بحث مدل­های ریاضی سه بعدی در دهه اخیر بوده است. الگوی جریان­های ثانویه علاوه بر این­که توزیع سرعت­های اصلی را تحت تاثیر قرار می­دهد بر الگوی فرسایش و رسوب­گذاری در محل تلاقی نیز اثر گذار می­باشد. تا کنون با اندازه­گیری­های آزمایشگاهی و صحرائی و هم­چنین شبیه سازی ریاضی تاثیر برخی خصوصیات جریان ازجمله نسبت دبی، زاویه اتصال و اختلاف رقوم کف بستر کانال­های متلاقی بر ساختار جریان دو یا سه بعدی مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش از مدل سه بعدی SSIIM2 برای شبیه سازی تاثیر عدد فرود جریان درپایاب تلاقی بر ساختار جریان به­ویژه الگوی جریان­های ثانویه در محل تلاقی کانال­های روباز مستطیلی با زاویه اتصال 60 درجه استفاده شد. مدل مذکور ازشبکه غیرساختار با ترکیبی از سلول­های چهار و شش وجهی به منظور ساخت هندسه محدوده شبیه سازی شده استفاده می­کند. از حل معادلات ناویر- استوکس و استفاده از مدل اغتشاش RNG ، جریان در محل تلاقی شبیه سازی گردید. واسنجی مدل با استفاده از سرعت­های دو بعدی اندازه گیری شده با دستگاه سرعت سنج لیزری(LDV) و رقوم سطح آب اندازه­گیری شده در نقاط مشخصی انجام شد. نتایج این پژوهش نشان دادکه با افزایش عدد فرود جریان در پایاب تلاقی، مقدار نفوذ جریان کانال فرعی به درون کانال اصلی کاهش می­یابد. هم­چنین انحناء خطوط جریان  کانال فرعی هنگام ورود به محل تلاقی بیشتر شده و بردارهای سرعت ورودی در محل اتصال با زاویه کوچک­تری وارد کانال اصلی می­شود. علاوه براین افزایش عدد فرود باعث می­شود جریان­های ثانویه که درست از محل گوشه پائینی اتصال شروع به تشکیل شدن می­نمایند ضعیف­تر شوند .هم­چنین الگوی جریان­های ثانویه و تعداد سلول­های چرخشی با حرکت از محل اتصال به طرف پائین دست و عبور از ناحیه جداشدگی جریان به شدت تغییر می­کند. از طرف دیگر با کاهش عدد فرود جریان تنها یک سلول چرخشی بزرگ از جریان­های ثانویه مشاهده می­شود. با حرکت از محل اتصال به طرف پائین دست، مرکز این سلول چرخشی ازنزدیک سطح آب در ساحل راست به طرف مرکز سطح مقطع جریان جا به­جا می­شود.