ارزیابی الگوی جریان و تنش برشی در قوس 90 درجه ی تند با حضور سرریز W

Abstract

جریان آب پس از ورود به قوس نهرهای خاکی تحت تاثیر دو نیروی شیب عرضی فشار و گریز از مرکز قرار می‌گیرد که باعث به وجود آمدن جریانهای حلزونی می‌شود. چنین الگویی عامل عمده‌ی فرسایش در قوس خارجی و رسوب گذاری در قوس داخلی است. اصلاح این الگو با هدف کاهش فرسایش با روشهای مختلفی امکان پذیر است، که از جمله می‌توان به نصب سرریز W اشاره کرد. در تحقیق حاضر با اندازه‌گیری مؤلفه‌های سه بعدی سرعت در دو شرط با و بدون حضورسرریز W، تغییر الگوی جریان، و بویژه سرعتهای عرضی و تنش برشی درقوس 90 درجه تند، بررسی شده است. نتایج مورد مطالعه نشان می‌دهند که حضور سرریز W باعث می‌شود تا در بالادست محل نصب توزیع عمقی جریان یکنواختتر، و اثر دو نیروی شیب عرضی فشار و گریز از مرکز به گونه‌ای اصلاح می گردد که جریانهای ثانویه تشکیل نمی‌شوند. همچنین، در بالا دست محل نصب توزیع عرضی تنش برشی بی بعد بستر با حضور سرریز W نسبت به قبل از نصب سرریز یکنواختتر می‌شود، بطوری که در ساحل خارجی کاهش و در ساحل داخلی افزایش یافته است. نتایج این تحقیق نشان دادند که تنش برشی بدون بعد در حالت بدون سرریز در عدد فرود 17/0 و 4/0 به ترتیب برابر با 19/1 و 47/5 در مقطع 30 درجه می‌باشد، که با حضور سرریز W این فراسنج در اعداد فرود و مقطع یاد شده به ترتیب مقادیری معادل 16/1 و 07/4 را دارد.