بررسی عددی تاثیر انسداد ورودی کالورت بر هیدرولیک جریان با استفاده از openfoam

کالورت یکی از سازه های اصلی جهت عبور جریان سطحی در راه ها و خطوط ریلی است. جریان آب همراه با انتقال رسوبات و مواد زائد و شناور، سبب انسداد کالورت ها و پس زدگی آب، و در نتیجه کاهش ظرفیت انتقال سیلاب می گردد. هدف اصلی این پژوهش مدل سازی فیزیکی و شبیه سازی عددی اثرات درصدهای مختلف انسداد در ورودی کالورت ها بر هیدرولیک جریان بوده است. اثرات انسداد کالورت در 21 آزمون تجربی بررسی شد. برای تکمیل آزمون انسدادهای محتمل در کالورت، از مدل متن باز openfoam استفاده شد. سه سناریو انسداد با مساحت ورودی 20، 40 و 60 درصد شبیه سازی گردید. مدل ریاضی با داده های مدل فیزیکی واسنجی شد. در شبیه سازی جریان در انسدادهای مختلف دهانه کالورت، مدل تلاطم les در openfoam عملکرد بهتری نسبت به مدل های تلاطم گروه ras نشان داد. نتایج شبیه سازی مشخصات جریان با کاربرد مدل تجاری flow-3d مقایسه و تائید گردید. نتایج برای سه جریان مختلف (40، 60 و 100 درصد از بده طراحی) نشان داد که در شرایط انسداد یکسان، نرخ افزایش تراز سطح آب بالادست برای بده های کمتر، بیشتر از بده طراحی است. انسداد باعث تغییر در شدت تلاطم و تنش برشی در خروجی کالورت می شود. برای بده طراحی با انسداد 40 درصد، میزان تنش برشی تا 10 برابر افزایش می یابد؛ که سبب آبشستگی بیشتری در آبراهه پایین دست کالورت می گردد.