بررسی عددی و آزمایشگاهی الگوی آبشستگی پیرامون آبشکن‌های چوگانی و مستقیم

در این مقاله به بررسی آزمایشگاهی و عددی الگوی آبشستگی پیرامون سازه حفاظتی آبشکن در دو شکل مستقیم و چوگانی پرداخته شده است. در این پژوهش از مدل آبشکن‌های مستقیم و چوگانی با طول 0/12 ‌متر در دبی‌‌های 10/5، 15 و 20 لیتر بر ثانیه در کانال آزمایشگاهی مستقیم استفاده شده است. نتایج نشان داد که حداکثر عمق آبشستگی انتهای دماغه برای آبشکن چوگانی و مستقیم با افزایش دبی جریان افزایش یافته است که مقادیر آن برای دبی 20 لیتر بر ثانیه به‌ترتیب 0/095 و 0/104 متر بود. همچنین عرض گودال آبشستگی در آبشکن مستقیم 2/25 و در آبشکن چوگانی دو برابر طول موثر آبشکن بود. در این راستا، حداکثر عمق آبشستگی پیرامون دماغه در دو آبشکن مستقیم و چوگانی به‌ترتیب 0/87 و 0/79 برابر طول موثر آبشکن مشاهده شد. شکل بستر رسوبی در پایین‌دست آبشکن مستقیم در فواصل 0/09 و /15 متری از دیواره مجاور آبشکن کشیده‌تر دیده شد و تا حدود 1/3 برابر عرض کانال در پایین‌دست آبشکن ادامه داشت، در‌حالی که برای آبشکن چوگانی حدود 1/15 برابر عرض کانال بود. به‌طور کلی ابعاد گودال آبشستگی پیرامون آبشکن چوگانی کمتر از آبشکن مستقیم بود. علاوه‌بر این به‌منظور درک رفتار هیدرولیکی جریان پیرامون آبشکن، از مدل عددی flow3d استفاده شد. بررسی آماری نتایج دو مدل حاکی از وجود خطای نسبی حدود 20 درصد بود که نشان از عملکرد مناسب مدل در تخمین عمق آبشستگی حداکثر است.

The Numerical and Experimental Study of Scouring Pattern around Direct and Polo-Shaped Groynes

Experimental and numerical study of scouring pattern on the direct and poloshaped groynes have been investigated in this paper. In this study, direct and poloshaped groynes models with a length of 0.12 meter have been used in discharges of 10.5, 15, 20 liters per second in a direct flume. The results showed that the maximum scour depth formed around the groyne head of direct and poloshaped types has increased with augmentation of flow discharge, which was 0.095 and 0.104 meter in the case of 20 L/s discharge respectively. Also, the width of scour hole was 2.25 and 2 times of effective length of the groyne in direct and poloshaped groynes respectively. In this regards, maximum scour depth around the head of groyne was seen 0.87 and 0.79 times of the effective length of the groyne. Sand form located at downstream of the direct groyne at the distance of 0.09 and 0.15 meters from the side wall of direct groyne was stretched and extended to about 1.3 times of the channel width as well. While the length of the sand form for direct groyne was 1.15 times of the channel width. Overall, the dimensions of the scour hole around the poloshaped groyne, was less than the direct groyne. In addition to understanding the hydraulic behaviour around the groyne, Flow3D software was used. Statistical survey of the results obtained by experimental and numerical models attested that the relative error of the numerical model could be about 20%, which shows an appropriate performance of using Flow3D for predicting the maximum scour depth.