مطالعه عددی میدان جریان و آشفتگی در کانال مرکب با سیلابدشت واگرای دارای پوشش گیاهی

پوشش گیاهی سیلابدشت بر جریان آشفته کانال ‌های مرکب خصوصاً در شرایط سیلابی که عمق جریان تغییر می‌کند موثر است. شبیه‌سازی عددی در بررسی دقیق اثر پوشش گیاهی بر جریان آشفته بسیار سودمند است. در پژوهش حاضر به شبیه‌سازی عددی جریان در کانال مرکب واگرا در دو حالت با پوشش گیاهی و بدون آن در اعماق نسبی متفاوت با استفاده از مدل عددی flow3d پرداخته شده است. نتایج نشان داد سرعت جریان در کانال اصلی همواره از کانال سیلابدشت بیشتر است. برخورد جریان با پوشش گیاهی منجر به کاهش سرعت در سیلابدشت نسبت به حالت بدون پوشش گیاهی شده است. بررسی پارامترهای آشفتگی نشان داد بیشترین مقدار سرعت برشی در مرز مشترک کانال اصلی و سیلابدشت رخ داده است، اما با افزایش عمق نسبی مقدار سرعت برشی و تنش برشی کاهش یافته است. همچنین در عمق نسبی ثابت، شدت آشفتگی در نزدیک جداره‌ها بیشترین مقدار و در قسمت‌های میانی کانال اصلی کمترین مقدار است. بررسی پایین‌دست ناحیه واگرایی نشان داد در پایین‌دست ناحیه دارای پوشش گیاهی شدت آشفتگی در خط مرکزی کانال سیلابدشت و در نزدیکی سطح آزاد بیشترین مقدار است، در حالیکه در غیاب پوشش گیاهی بیشترین مقدار شدت آشفتگی در نزدیکی کف کانال سیلابدشت رخ داده است.

numerical study of flow field and turbulence in a compound channel with diverging floodplain with vegetation

vegetation in the flood plains is effective on the turbulent flow of compound channels, especially in flood conditions where the flow depth changes. numerical simulation is very useful in investigating the effect of vegetation on turbulent flow. in the present study, the numerical simulation of the flow in the diverging floodplain of compound channel in two cases with and without vegetation at different relative depths has been done using the flow3d numerical model. the results showed that the flow velocity in the main channel is always higher than that of floodplain. the collision of the flow with the vegetation has led to a decrease in the velocity in floodplain compared to the state without vegetation. investigation of turbulence parameters showed that the highest value of shear velocity occurred at the common border of the main channel and the floodplain, but with the increase in relative depth, the value of shear velocity and shear stress decreased. also, at a fixed relative depth, the turbulence intensity is the highest near the walls and the lowest in the middle parts of the main channel. the investigation of the downstream of the divergence area showed that in the case of vegetation, the turbulence intensity is the highest in the center line of the floodplain channel and near the free surface, while in the absence of vegetation, the highest turbulence intensity occurred near the bottom of the floodplain.