بررسی عددی تاثیر مانع ذوزنقه‌ای شکل در اختلاط جریان گل‌آلود

جریان‌های گل‌آلود، جریان‌های ثقلی هستند که اختلاف چگالی یا اختلاف وزن واحد حجم بین دو سیال بواسطه رسوبات معلق می‌باشد. به واسطه فراوانی این جریان‌ها در طبیعت، شناخت و بررسی خصوصیات و عوامل موثر بر آن امری ضروری و اجتناب نا‌پذیر می‌باشد. ایجاد مانع در مسیر جریان غلیظ می‌تواند بر روی مشخصات جریان چگال از جمله میزان اختلاط و چگالی جریان تاثیر داشته باشد. در این مقاله، با استفاده از نرم‌افزار flow3d به بررسی تاثیر مانع ذوزنقه‌ای شکل در ویژگی‌های جریان گل‌آلود به خصوص میزان اختلاط آن، پرداخته شده است. به منظور صحت‌سنجی، نتایج مدل عددی حاضر با نتایج کار آزمایشگاهی ناجی ابهری و همکاران (1394) مقایسه گردید. بررسی نتایج نشان دهنده آن است که قرار‌گیری مانع ذوزنقه‌ای سبب افزایش مقدار انرژی آشفتگی به میزان حدود 1000 درصد، نسبت به حالت بدون مانع می‌گردد. نمودار تغییرات چگالی در عمق برای کانال با‌مانع و بدون مانع، حاکی از آن بود که چگالی جریان عبوری در حالت با مانع کمتر از حالت بدون مانع میباشد. همچنین با افزایش یک درصدی میزان ارتفاع مانع ذوزنقه ای، به طور میانگین 2 درصد انرژی آشفتگی افزایش می‌یابد و با افزایش یک درصد زاویه ورودی مانع، متوسط 36/1 درصد افزایش انرژی آشفتگی را در پی دارد. بررسی نتایج حاصل از شبیهسازی انجام شده با سرعت‌های مختلف بیانگر آن بود که با افزایش یک درصدی سرعت ورودی جریان آب زلال، به طور میانگین میزان انرژی آشفتگی 9/2 درصد افزایش می‌یابد.

Numerical study of the effect of trapezoidal obstacle in the mixing of muddy flow

muddy flows are gravitational flows, which are the difference in density or difference in weight of unit volume between two fluids due to suspended sediments. Due to the abundance of these streams in nature knowing and studying the characteristics and factors affective it is imperative and unavoidable. The creation of obstacle in the flow path can affect on the muddy flow character such as flow mixing rate and flow density. In this paper by the Flow 3D software the effect of trapezoidal obstacle in the characteristics of the muddy flow especially its mixing rate has been studied. : In order to Verification, results of the this numerical model Were compared with the results of laboratory work Naji Abhari et al. The results showed that the presence of the obstacle caused the kinetic energy of turbulence to increase by almost 1000% more than Without obstacle. the depthdensity variation diagram for two channels showed that the current density in channel With obstacle was less than obstaclefree type. also by increasing 1% the height of obstacle, an average of 2% would be added to the turbulence energy and onepercent increase in the angle of entrance prevented an increase of 1.366 % of the energy of turbulence. Simulation for obstacle with different velocities indicates that with increasing the velocity of the pure water, the amount of maximum energy of turbulence and as a result of flow mixing increases.