بررسی و مدل‌ سازی تاثیر تزریق رسوب بر طول ناحیه جدایی جریان عبوری از تلماسه‌ ها

شناخت رفتار جریان عبوری از روی شکل‌ های مختلف بستر، یکی از پیچیده‌ترین مباحث مهندسی رسوب است. با وجود مطالعه‌های متعدد در زمینه مورفولوژی رودخانه‌ها، همچنان درک برهمکنش بین جریان و شکل‌های گوناگون بستر در آب‌های گل‌آلود و حاوی رسوب بسیار ضعیف است. مطالعه حاضر به طور عمده بر شبیه‌سازی جریان با نرم‌افزار ssiim بر روی تلماسه‌ها و تاثیر جریان صاف و غلیظ بر ابعاد ناحیه جدایی جریان متمرکز است. در این پژوهش، جریان گذرنده از یک کانال به طول 12 ‌متر با 9 تلماسه متوالی به طول 1 متر و ارتفاع 4 سانتی‌متر مدل‌سازی شد. 9 شبیه‌سازی برای بررسی اثر سرعت جریان حاوی رسوب و زلال انجام شد و در نهایت برای اعتبارسنجی، اندازه ناحیه جدایی جریان حاصل از مدل، با نتایج تجربی پژوهشگران پیشین که با دستگاه piv اندازه‌گیری شده بود، مقایسه شد. نتایج مدل‌سازی نشان می‌دهد، طول ناحیه جدایی جریان با افزایش سرعت، افزایش داشته و بیشترین احتمال وقوع جدایی جریان در بیشترین سرعت رخ می‌دهد. در جریان گل‌آلود، جدایی جریان کمتر از شرایط مشابه در جریان زلال است و با افزایش چگالی سیال، طول ناحیه جدایی جریان کاهش‌ می‌یابد. این پژوهش کارکرد قابل‌قبول نرم‌افزار ssiim و دقت آن در برآورد رفتار جریان با رسوب و بدون رسوب را نشان می‌دهد.

numerical modeling of the flow separation zone over dunes under the impact of sediment injection

understanding flow behavior over bedforms is one of the most complex topics in sedimentary engineering. despite numerous studies that have been conducted on river beds, the understanding of the interaction between flow and bed in turbid and clear waters is still impoverished. the present study mainly focused on simulating clear and turbid flows using ssiim software. this study modeled the flow through a 12-meter channel with nine consecutive dunes of 1-meter length and 4 cm height. nine simulations were performed to investigate the effects of flow velocity and flow separation zone in clear and turbid water. finally, the results were compared with the experimental results of previous researchers using the piv. the modeling results showed that the length of the flow separation zone increases with increasing velocity, and the highest probability of flow separation occurs at the highest velocity. in turbid flow, flow separation is less than the same flow condition in clear flow, and as fluid density increases, the length of the flow separation zone decreases. this study demonstrates the acceptable functionality of the ssiim software and its accuracy in estimating flow behavior with and without sediment.