بررسی عددی تاثیر موقعیت اتصال کانال فرعی بر الگوی جریان در قوس رودخانه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب دانشگاه رازی کرمانشاه

2 دانشگاه رازی

چکیده

رودخانه ها به ندرت دارای مسیر مستقیم می باشد و همواره در یک الگوی سینوسی مسیر خود را طی می کنند. اتصال رودخانه فرعی به رودخانه اصلی در محل قوس، الگوی متعارف جریان در قوس رودخانه را کاملا به هم می ریزد. الگوی اخیر نه تنها تحت تاثیر نیرو های گریز از مرکز و گرادیان های طولی و عرضی فشار قرار دارد بلکه متاثر از مومنتم جریان کانال فرعی نیز می باشد. شناخت دقیق چنین پدیده ای نیار به مطالعات وسیعی دارد. از این رو در این تحقیق اثر موقعیت اتصال کانال فرعی با زاویه اتصال90 درجه به قوس با استفاده از نرم افزار SSIIM1 مطالعه شد و تاثیر سه موقعیت 45، 90و 135 درجه از ابتدای قوس، بر پروفیل قائم سرعت طولی جریان، تغییرات عمق آب در کانال اصلی، توزیع تنش برشی بستر و قدرت جریان ثانویه بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد در ساحل مجاور کانال فرعی افزایش موقعیت اتصال از 45 درجه به 135 درجه مقدار سرعت طولی حداکثر 56 درصد افزایش و در ساحل مقابل حداکثر 8 درصد کاهش می یابد. همچنین در قوس خارجی حداکثر اختلاف رقوم سطح آب بالادست و پایین دست تلاقی در موقعیت اتصال 45 درجه مشاهده شد که حدود 15/6 درصد عمق پایاب کانال است. برای موقعیت اتصال 135 درجه این اختلاف به حدود 4/5 درصد عمق پایاب تقلیل می یابد. علاوه بر این نتایج نشان داد با افزایش موقعیت اتصال از 45 به 135 درجه حداکثر تنش برشی بستر در محل اتصال در حدود 8 درصد کاهش یافته است

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Numerical investigating of the effect of lateral channel junction position on flow pattern at river bend

نویسنده [English]

  • Zahra Seyedi tabar 2

چکیده [English]

Rivers have direct pathway rarely and run in a sinus curve pattern usually. Joining lateral channel to main channel at a bend location changes the conventional flow pattern at river bend completely. Recent flow pattern not only is affected by centrifugal force and stream and spin wise pressure gradient but also by momentum of lateral channel flow. Exact recognizing of this phenomenon needs extended studies. Therefore in this study using SSIIM1 model the effect of three position of straight lateral channel that is connected to a U bend at 45, 90 and 135 degree from the start of bend with a 90 degree confluence angle on flow velocity, variation of water surface elevation, shear stress distribution and helical flow strength was considered. The result indicated by increasing the junction position from 45 to 135 degree of the bend start, stream wise flow velocity near the outer wall of bend increases maximum %56 while near the inner wall of bend decreases %8. Also maximum difference between the upstream and downstream flow depth around confluence area at 45 degree position was showed that was equal to %6.15 of tailwater depth. For position of 135 degree of the bend start this difference was about %5.4 of tailwater depth. Additionally the result indicated shear stress at confluence area increases %8 when the position of junction angle change from 45 to 135 from start of bend.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flow pattern
  • Junction Position
  • U Bend
  • SSIIM 1 Model
  • lateral channel