برآورد ضریب پسا برای آبشکن‌های توری‌سنگی با درصد تخلخل‌های متفاوت با استفاده از اندازه‌گیری آزمایشگاهی میدان جریان و حل معادلات ناویر استوکس

نویسندگان

1 گروه عمران- آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان

2 دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان

doi
10.22034/jcee.2020.10597
چکیده

آبشکن­ ها دیواره ­های عرضی هستند که در کنار ساحل رودخانه، ساخته شده و به حفاظت دیواره­ ها کمک می ­کنند. از نظر هیدرودینامیکی، تقابل بین آبشکن‌های متخلخل واقع در مسیر جریان و سیال اطراف آن پیچیده بوده و محاسبات نیرو بر روی آن­ها از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. در این تحقیق با استفاده از روش جدیدی، در ترکیب نتایج آزمایشگاهی با حل عددی، میدان سرعت جریان پیرامون آبشکن‌های توری­سنگی با تخلخل‌های متفاوت، در آزمایشگاه اندازه ­گیری شده و با داشتن میدان جریان، بروش عددی، معادلات میانگین زمانی ناویر-استوکس (Time-Averaged Navier-Stokes equation) برای جریان آشفته حل می­ شوند و توزیع میدان فشار پیرامون آن­ها به ­دست می­ آید. سپس با استفاده از میدان فشار نیروی درگ (Drag force) وارد بر آبشکن‌ها و ضریب درگ بررسی می ­شود. شبکه ­بندی این پژوهش از نوع شبکه ­بندی جابه­ جا شده پسرو سه ­بعدی غیریکنواخت می ­باشد. نتایج نشان داد که جدایش جریان برای آبشکن‌ها با افزایش تخلخل کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش درصد تخلخل، نیرو و ضریب درگ کاهش یافته و در نهایت ضریب دراگ براساس درصد تخلخل آبشکن‌ها، با برازش منحنی درجه سوم ارائه شد.