بررسی عددی تاثیر شکل هندسی روزنه بر آبشستگی پایین دست جت های ریزشی آزاد با مدل عددی Flow-3D

پیش بینی و بررسی پدیده آبشستگی در پایین دست سازه های هیدرولیکی نظیر جت های ریزشی آزاد، خروجی کالورت ها، دراپ ها، دریچه های روزنه ای در سدها یا لوله های تخلیه سیالات، مانند لوله های فاضلاب صنعتی و یا شهری که به درون رودخانه ها تخلیه می گردند، به منظور جلوگیری از فرسایش شدید و خطر افتادن ایمنی و پایداری سازه امری مهم و ضروری است. از این رو در این تحقیق به بررسی عددی تأثیر سه شکل و هندسه متفاوت روزنه در جت های ریزشی آزاد، بر آبشستگی موضعی پایین دست سازه و تأثیرات آن بر ابعاد حفره آبشستگی، با استفاده از مدل عددی FLOW3D پرداخته شده است. در این مقاله نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج حاصل از مدلسازی فیزیکی و مطالعات آزمایشگاهی مقایسه گردید و مشخص شد که تطابق و همبستگی نسبتا خوبی ابعاد حفره آبشستگی شبیه سازی شده و مشاهده شده وجود دارد. مقایسه نتایج نشان داد که مدل با خطایی حدود 10/5 ، 6 ، 3 درصد نسبت به نتایج آزمایشگاهی به ترتیب حداکثرعمق ، حداکثرطول و حداکثرعرض حفره آبشستگی را شبیه سازی نمود. نتایج مدل عددی نشان داد که ابعاد حفره آبشستگی ایجاد شده توسط جت های ریزشی ناشی از روزنه دایره ای شکل ، بیشتر از روزنه مربع شکل و این ابعاد برای روزنه مربع شکل، بیش از روزنه لوزی شکل می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد، آبشستگی ابتدا به صورت عمقی گسترش یافته و در زمان کوتاهی به مقدار ثابتی می رسد، در صورتی که گسترش طولی و عرضی آن ادامه می یابد.