مطالعه تحلیلی میدان جریان در کانالهای مرکب غیرمنشوری با سیلابدشتهای همگرا با استفاده از روش اصلاح شده SKM
نویسندگان
1 گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان
2 گروه عمران دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان
doi
10.22034/jcee.2021.10589چکیده
ماهیت سهبعدی جریان در کانالهای مرکب با سیلابدشتهای منشوری، پیشبینی توزیع سرعت و تنش برشی را برای مهندسین هیدرولیک به امری دشوار تبدیل کرده است. این پیچیدگیها درمواقعی که سیلابدشتها از حالت منشوری به غیرمنشوری تغییر شکل دهند، افزایش قابل ملاحظهای مییابد. در کانالهای مرکب غیرمنشوری با سیلابدشتهای همگرا، بهدلیل تغییرات هندسی کانال، تبادل جرم و به دنبال آن اندرکنش بین جریان سیلابدشتها و کانال اصلی افزایش مییابد. در این تحقیق براساس معادله دیفرانسیل ناویه- استوکس (Navier–Stokes) متوسط گیری شده در عمق، یک روش تحلیلی ارائه و با استفاده از آن، توزیع سرعت متوسط در عمق و تنش برشی جداره در کانال مرکب غیرمنشوری با سیلابدشتهای همگرا مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور و جهت در نظر گرفتن تأثیر جریان ثانویه در معادله دیفرانسیل ناویه- استوکس متوسط گیری شده در عمق، متوسط زمانی حاصلضرب مؤلفههای سرعت، متناست با حاصلضرب مؤلفههای سرعت متوسط در عمق، در نظر گرفته شده است. همچنین به دلیل غیر یکنواختی جریان شیب خط انرژی در معادله حاکم جایگزین شیب طولی کانال شده است. سپس نتایج سرعت متوسط در عمق و تنش برشی پیشبینی شده در کانال مرکب با سیلابدشتهای همگرا برای دو زاویه همگرایی 31/11 و 81/3 درجه، با نتایج حاصل از روش شیونو و نایت (Shiono and Knight Method)، روش شیونو و نایت اصلاح شده به وسیله Rezaei وKnight (2009)، (MSKM) و نیز دادههای آزمایشگاهی مربوطه مقایسه شده است. بررسیها حکایت از انطباق بهتر دادههای آزمایشگاهی و نتایج حاصل از روش تحلیلی ارائه شده، دارد.