مدل‌سازی عددی اثر تغییر هندسه سازه راه‌ماهی بر جریان عبوری از بازشدگی قائم آن

در پژوهش حاضر، ویژگی‌های جریان عبوری از بازشدگی قائم راه‌ماهی با استفاده از مدل عددی flow-3d شبیه‌سازی شده و نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی صحت‌سنجی گردیده است. نتایج بررسی نشان داد که مدل آشفتگی kε، دقت خوبی در مدل‌سازی عددی ماهی‌رو نسبت به دیگر مدل‌های آشفتگی دارد. در ادامه، الگوی سرعت، حجم محدوده استراحت ماهیان و تلاطم جریان در راه‌‌ماهی تحلیل گردیده است تا بتوان عملکرد راه‌ماهی را با هندسه‌های مختلف مورد ارزیابی قرار داد. در این رابطه، نسبت طول دیواره بزرگ به دیواره کوچک هر سلول، زاویه انتهایی دیواره و نسبت عرض خالص ورودی به عرض حوضچه، به‌عنوان پارامترهای بی‌بعد تاثیرگذار در عملکرد حوضچه بررسی شدند. نتایج نشان داد که با کاهش نسبت طول دیواره بزرگ به دیواره کوچک، مولفه طولی سرعت جریان به‌طور متوسط 25.11 درصد کاهش یافته است. با افزایش زاویه انتهایی دیواره بزرگ نسبت به دیواره حوضچه، حجم استراحت حدود 3% افزایش داشته است. همچنین، با افزایش پارامتر زاویه انتهایی دیواره بزرگ، انرژی آشفتگی به‌طور متوسط 30.66 درصد افزایش یافته است. به‌طور کلی، نسبت طول دیواره بزرگ به دیواره کوچک تاثیر بیشتری بر روند کاهش سرعت جریان برای عبور ماهیان از ماهی‌رو داشته و همچنین با افزایش زاویه انتهایی دیواره بزرگ نسبت به دیواره حوضچه، محیط استراحت ماهیان و انرژی آشفتگی افزایش یافته است.

Numerical Modeling of the Effect of Changing the Geometry of Fishway Structure on the FlowThrough Its Vertical Slot

In the present study, hydraulics of vertical slot is simulated, using Flow3D. kε turbulence model had the most performance among different turbulence models. Next, the velocity pattern, volume of fish restarea, and flow turbulence in the channel were analyzed in order to evaluate the performance of fishway with different geometries. In this regard, the influence of geometry on the performance of fishway is investigated. Results showed that by decreasing the ratio of the length of the large wall to the small wall, the longitudinal component of velocity was decreased by an average of 25.11%. By increasing the end of the largewall angle with respect to the pool wall, the volume of the rest area was increased by 3%. By increasing the end of the largewall angle with respect to the pool wall parameter, the turbulence energy was increased by an average of 30.66%. In general, the ratio of the length of the large wall to the small wall has a greater effect on reducing the flow velocity for the fish to cross the fishway and also by increasing the end of the largewall angle with respect to the pool wall, the rest area of the fish and turbulence energy has increased.