بررسی عددی عملکرد آب‌ شکن‌ های تیغه‌ای بر آبشستگی و تاثیر آن بر پارامترهای هیدرولیکی رسوب و جریان

یکی از مسائل مهم در مهندسی هیدرولیک کاهش میزان فرسایش در رودخانه‌ها با استفاده از آب‌ شکن ‌‌ها به‌منظور حفظ خاک است. هدف از پژوهش حاضر بررسی عددی تاثیر وجود آب‌شکن بر پارامترهای رسوبی جریان با استفاده از نرم‌افزار flow-3d است. بدین منظور آب‌شکن‌ها در زوایای °30، °60 و °90، تحت 10 سناریوی مختلف در دبی‌ و شرایط هیدرولیکی متفاوت ممکن مورد بررسی قرار گرفت. در پژوهش حاضر شبکه‌بندی با ابعاد mm 5 به‌عنوان شبکه بهینه برای شبیه‌سازی مدل‌ها انتخاب شد. همچنین مدل آشفتگی les (شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ) برای شبیه‌سازی‌ها مورد استفاده قرار گرفت. در سناریوهایی که از دو عدد تیغه استفاده ‌شده است، در تیغه اول آبشستگی مشاهده می‌گردد درحالی‌که در آب‌شکن بعد از آب‌شکن اول در جهت جریان، پدیده رسوب‌گذاری رویت شد. به‌طوری‌که در سناریوی دو تیغه‌ای با فاصله m 60/0 از هم، mm 48 فرسایش رخ‌ داد. بیشترین میزان آبشستگی مربوط به آب‌شکن با حالت قوسی (lleft-q285) به‌میزان mm 45 است. تغییرات دبی در میزان آبشستگی تاثیر بالایی دارد. به‌طوری‌که با مقایسه سناریوهای با یک آب‌شکن (i-q285، i-q200 و i-q350) کم‌ترین میزان آن با مقدار mm 5/5 مربوط به i-q200 است. بررسی نتایج نشان داد که کم‌ترین میزان فرسایش در آب‌شکن‌های زاویه‌دار مربوط به سناریو با زاویه کم ‌تر است.

numerical investigation of the performance of blade groynes on scouring and its effect on hydraulic parameters of sediment and flow

one of the significant issues in hydraulic engineering is reducing erosion in rivers by using groynes to preserve soil. the purpose of this study is to investigate numerically the groynes’ presence on the sedimentary flow parameters using flow-3d software. for this purpose, groynes were examined at angles 30°, 60°, and 90° under 10 scenarios in various discharge and hydraulic conditions. here, the mesh block with dimensions of 5 mm was chosen as the optimal mesh block for simulating models. in addition, large eddy simulation (les) turbulence model was used for simulations. in the scenarios where two blades are used scouring is observed in the first blade, while the sedimentation phenomenon was observed in the groyne after the first groyne in the direction of the flow. in the two blades with a distance of 0.60 m from each other, 48 mm erosion occurred. the highest amount of scour is related to the arched groyne (lleft-q285) with 45 mm. discharges have an increased effect on scouring, so by comparing the scenarios with one groyne (i-q285, i-q200, and i-q350), the lowest amount is with the value of 5.5mm corresponding to i-q200. the insufficient erosion in the angled groynes corresponds to the smaller angle scenario.