بررسی توزیع تنش برشی بستر در کانال‌های مرکب مستقیم با استفاده از شبیه‌سازی عددی و مقایسه نتایج ansys fluent و flow 3d

تمایز اصلی مقاطع مرکب با مقاطع ساده در کانال‌ها به دلیل اختلاف سرعت بین سیلابدشت و کانال اصلی می‌باشد. این تغییر سرعت، در نهایت موجب تغییرات در توزیع تنش برشی بستر کانال می‌گردد. ساختار آشفتگی جریان در کانال‌های مرکب به دلیل ترکیب تنش برشی مرزی و تنش رینولدز در نزدیکی فصل مشترک سیلابدشت و کانال اصلی، پیچیده است. با توجه به آنکه هیدرولیک جریان در رودخانه‌ها که نوعی کانال مرکب به حساب می‌آیند، تابع شکل آن‌ها می‌باشد و تغییرات شکل کانال تابع تنش برشی وارد بستر است، تعیین توزیع تنش برشی بستر در رودخانه‌ها نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق، توزیع تنش برشی مرزی در کانال‌های مرکب با 2 مدل عددی نرم‌افزارهای fluent و flow 3d شبیه‌سازی گردیده و با داده‌های آزمایشگاهی واقعی (والینگفورد انگلستان) مقایسه شده‌اند، همچنین مقایسه‌ای بین نتایج خروجی توزیع تنش برشی در مقطع مرکب بر مبنای روش ylm نیز صورت گرفته است. برای صحت سنجی نتایج شبیه‌سازی از 3 روش تعیین هم‌گرایی (پارامترخطا) با نتایج تجربی استفاده شده است. بررسی نتایج نشان داد که تطابق بسیار خوبی بین نتایج مدل‌های عددی و با داده‌های آزمایشگاهی وجود دارد و در نتیجه هر دو نرم‌افزار می‌توانند توزیع تنش برشی را به نحو مناسبی محاسبه نمایند. در مجموع نتایج عددی نرم‌افزار fluent در مقایسه با نرم‌افزار flow 3d به داده‌های آزمایشگاهی نزدیک‌تر بودند.

investigating the bed shear stress distribution in the straight compound channels using numerical simulation and comparing the results of ansys fluent and flow 3d

the main difference between compound sections and simple sections in channels is due to the velocity difference between the floodplain and the main channel. this velocity change ultimately causes changes in the shear stress distribution of the bed canal. the structure of flow turbulence in compound channels is complex due to the combination of boundary shear stress and reynolds stress near the interface of the floodplain and the main channel .due to the fact that the flow hydraulics in rivers, which are considered to be a type of compound channel, depends on their shape and the changes in canal shape are dependent on bed shear stress, determining the distribution of bed shear stress in rivers is also of great importance. in this study, the boundary shear stress distribution in compound channels has been simulated with 2 numerical models of fluent and flow 3d software and compared with real experimental data (wallingford, england), as well as a comparison between the output results of the shear stress distribution in the compound section is also performed based on the ylm method. to verify the accuracy of the simulation results, 3 methods of determining the convergence (error parameter) have been used to compare the computational results with the experimental results. the results showed that there was a very good match between the results of the numerical models and the experimental data, and as a result, both software could calculate the shear stress distribution appropriately. generally, the numerical results of fluent software were closer to the experimental data compared to flow 3d software.