بررسی عددی تاثیر طول آب‌شکن مستغرق بر الگوی جریان در کانال باز مستقیم

یکی از اهداف مهم علم مهندسی رودخانه، محافظت از سواحل رودخانه ها از پدیده فرسایش ساحل خارجی آن ها و جلوگیری از جابه جا شدن مجرای اصلی آن هاست. آب شکن از جمله سازه های هیدرولیکی است که به منظور حفظ سواحل از فرسایش و تثبیت کناره ها و افزایش عمق آب رودخانه کاربرد فراوانی دارد. با توجه به کاربرد گسترده این سازه، شناخت الگوی جریان اطراف آن از اهمیت فراوانی برخوردار است. از آن جا که الگوی جریان در این ناحیه پیچیده و دارای ماهیت سه بعدی است، شبیه سازی آن در این تحقیق به صورت سه بعدی انجام پذیرفت. شبیه سازی جریان عبوری از آب شکن مستغرق توسط نرم افزار flow-3d صورت گرفت. برای مدل سازی سطح آزاد از روش vof و برای شبیه سازی آشفتگی از مدل rng k-ε استفاده شده است. بر اساس مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی عددی در خصوص پارامترهای سرعت طولی و عمق جریان مشخص شد مدل عددی می‌تواند به خوبی عبور جریان از آب شکن مستغرق را شبیه‌سازی نماید. در ادامه اثر طول آب شکن بر پروفیل های سرعت، سطح آزاد و الگوی جریان بررسی شد. بر اساس نتایج به دست آمده، با افزایش طول آب شکن سرعت بیشینه طولی در دماغه آب شکن افزایش ‌یافت. در حالت آب شکن با طول 0.1 متر این سرعت 24 درصد و در حالت آب شکن با طول 0.4 متر این سرعت 59 درصد نسبت به سرعت متوسط افزایش نشان ‌داد. هم چنین با افزایش طول آب شکن سطح آب در بالادست افزایش می‌یابد.