اثر نسبت دبی و زاویه اتصال بر الگوی جریان در کانال‌های متقاطع مستطیلی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه بوعلی سینا – دانشکده کشاورزی– گروه مهندسی آب

2 دانشجوی کارشناسی ارشد رشته آبیاری و زه کشی

چکیده

هیدرولیک جریان در تقاطع کانالها پیچیده بوده و عوامل زیادی مانند نسبت دبی جریان، زاویه تقاطع، هندسه کانال، شیب طولی، مقاومت بستر و عدد فرود بر رفتار جریان اثر گذار می باشد. وجود بستر متحرک با انتقال رسوب نیز بر پیچیدگی الگوی جریان در این مقاطع می افزاید. مطالعه الگوی جریان میتواند به پیش بینی تغییرات شکل بستر در مجاری رسوبی کمک کند. در این مطالعه تأثیر نسبت دبی جریان و زاویه تقاطع کانالها برای زوایای 30، 45 ، 60 و 90 درجه بر الگوی جریان با استفاده از مدل عددی فلوئنت مورد بررسی قرار گرفته است. در زاویه تقاطع 90 درجه در نزدیک کف کانال (05/0 = Z*) و به ازای نسبت دبی جریان 917/0=*Q کمینه ابعاد ناحیه جدایی جریان رخ داده و ابعاد این ناحیه به صفر میرسد. همچنین در زاویه تقاطع 45 درجه و در نسبت دبی 917/0=*Q نیز ابعاد ناحیه جدایی جریان بسیار ناچیز است. بیشترین ابعاد ناحیه جدایی جریان نیز در زاویه تقاطع 90 درجه به ازای نسبت دبی جریان 917/0=*Q در نزدیک سطح (95/0 = Z*) مشاهده میشود. با افزایش نسبت دبی طول و عرض ناحیه جدایی جریان کاهش مییابد و در نسبتهای دبی بالا ناحیه جدایی جریان ناپدید میشود. افزایش مقدار نسبت دبی جریان، بطور خطی ابعاد ناحیه جدایی جریان را کاهش میدهد. با افزایش نسبت دبی، تغییرات ابعاد ناحیه جدایی در کف ناچیز بوده و طول ناحیه جدایی جریان در سطح نسبت به کف کانال بیشتراست. بیشترین و کمترین تغییرات سطح آب در کمترین و بیشترین مقدار نسبت دبی رخ می دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of discharge ratio and stream angle on flow pattern at rectangular junction channels with fluent model

نویسندگان [English]

  • saeed gohari 1
  • mohammad amraei 2

چکیده [English]

Open channel confluences occur in many natural and artificial waterways. Several hydraulic and geometric parameters such as discharge ratio, Froude number, junction angle, channel bed slope and bed roughness can affect flow pattern at channel junctions. Study of flow pattern in rigid boundary channels can help prediction of morphological changes in fluvial natural channels. In this research, the effect of discharge ratios and side channel junction angles on flow pattern for angles 30০, 45০, 60০ and 90০ using Fluent CFD model have been studied. Results showed that in =90০ junction angle, dimensions of separation zone disappear near bed (z*=0.05) for discharge ratio of Q*=0.917. Also in 45০,the dimensions of separation zone near bed are negligible. The maximum dimensions of separation zone are take place near water surface (z*=0.95) for discharge ratio of Q*=0.917 and 90০ degree junction channel. Increase in discharge ratio will lead to form uniform a flow downstream of junction area and so decrease in separation zone dimension. Also Maximum and minimum values (16% and 4%) of surface water level occur in highest and lowest discharge ratios of 0.83 and 0.917 respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Junction channel
  • Separation zone
  • Junction angle
  • Discharge ratio
  • Fluent model