خصوصیات جریان ‌های عرضی در کانال ‌های مرکب پیچان

مسیل‌های طبیعی در طول مسیر خود همواره مئاندرهایی تشیکل می‌دهند و در نظر گرفتن اثر این پیچ و خم‌ها در مسیر جریان بر الگوی خصوصیات جریان حائز اهمیت است. در هنگام بروز سیلاب، سطح آب از مقطع اصلی رودخانه فراتر رفته و وارد دشت های سیلابی آن می‏شود. در این حالت مقطع رودخانه به صورت مقطع مرکب در می‌آید. در این تحقیق با استفاده از نرم افزارflow3d  که یک نرم‌افزار قوی در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی است، به بررسی قدرت جریان عرضی و چرخش گردابه‌ها در کانال مرکب پیچان تحت اثر تغییر عمق نسبی و میزان سینوسیتی پرداخته شده است. برای این منظور از شش کانال با مقدار سینوسیتی مختلف و سه عمق نسبی متفاوت استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی نشان می‌دهد مقدار بیشینه قدرت چرخشی گردابه‌ها با افزایش میزان سینوسیتی از 1 به 1/209، به طور متوسط در حدود 195درصد افزایش می‌یابد و مقدار بیشینه قدرت جریان عرضی و چرخش گردابه‌ها، در کانال با زاویه 45 درجه‌ای قوس مرکزی و میزان سینوسیتی 1/209 رخ می‌دهد. همچنین در مقطع اصلی کانال مرکب پیچان، برای تمام مقادیر سینوسیتی، با کاهش مقدار عمق نسبی، بر میزان قدرت جریان عرضی و چرخش گردابه‌ها افزوده شده و میزان تغییر قدرت جریان عرضی نسبت به تغییر عمق نسبی با افزایش میزان سینوسیتی کاسته می‌شود.

transverse flow characteristics in the meandering compound channels

natural channels always form meanders along their path, and it is important to consider the effect of this meander on the flow characteristics pattern. when a flood occurs, the water level crosses the main section of the river and enters its floodplains. in this case, the river crossing becomes a compound cross-section. in this study, using the flow3d software (powerful software in the field of computational fluid dynamics),  the vortex rotational power and transverse flow in the meandering compound channel under the influence of relative depth and sinusoidal change were investigated. for this purpose, six channels with different sinuosity and three relative depths were used. the results of the numerical simulation showed that the maximum rotational power of vortices increased with an average of about 195% by increasing the sinusoidal rate from 1 to 1.209. the maximum rotational strength of the vortices and the transverse flow rate occurred at a 45-degree angle to the central arc and a sinusoidal value of 1.209. in the main cross-section of the meandering compound channel, for all sinusoidal values, by decreasing the relative depth, the vortex and transverse rotation strengths increased and the rate of change in transverse current power relative to relative depth changes decreased with increasing sinusoidal rate.