بررسی عددی تاثیر زاویه تلاقی بر دینامیک جریان در تلاقی کانال‌های همکف و غیرهمکف

دینامیک جریان در محل تلاقی رودخانه‌ها با شش ناحیۀ اصلی قابل تشخیص است: ناحیۀ رکود جریان، انحراف جریان، جدایی جریان، حداکثر سرعت، بازیافت جریان و لایه‌های برشی. زاویۀ تلاقی، نسبت دبی بین دو شاخه، اختلاف رقوم و غیره از جمله پارامترهای تاثیرگذار بر ابعاد این نواحی هستند. توجه بیشتر مطالعات قبلی بر تلاقی کانال‌های همکف معطوف بوده است؛ و در زمینۀ تلاقی‌های غیرهمکف مطالعات اندک است. این تحقیق به ارزیابی اثر زاویۀ تلاقی دو کانال بر دینامیک جریان (ناحیۀ جداشدگی، الگوی جریان و تراز آب)، با استفاده از شبیه‌سازی سه‌بعدی flow-3d در تلاقی‌های همکف و غیرهمکف می‌پردازد. فاکتورهای مهم بررسی شده در این تحقیق، چهار نسبت دبی (نسبت دبی شاخۀ فرعی به دبی کل برابر با 0/2، 0/33، 0/5 و 0/67)، سه زاویه (45، 60 و 90 درجه) و اختلاف رقوم‌های متغیر هستند. پیش‌بینی‌های شبیه‌سازی عددی تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. نتایج تحقیق حاضر نشان می‌دهد که بین دینامیک جریان در تلاقی‌های همکف و غیرهمکف تفاوت زیاد است و زاویۀ اتصال نقشی مهم در تلاقی‌ رودخانه‌ها، به‌ویژه در تلاقی‌های همکف بازی می‌کند. با افزایش زاویه، ابعاد ناحیۀ جداشدگی جریان افزایش می‌یابد به‌طوری‌که طول ناحیۀ جداشدگی در زاویۀ 90 درجه 2/3 برابر طول ناحیۀ جداشدگی در زاویۀ 45 درجه برای تلاقی‌های همکف است. این مقدار در تلاقی‌های غیرهمکف با اختلاف رقوم‌های نسبی برابر با 0/1، 0/2 و 0/3 به‌ترتیب برابر با 4/5، 3 و 2/1 است.