مدلسازي سه بعدي جريان آشفته با سطح آزاد در تقاطع كانال باز

تقاطع هاي كانال باز از اجزاي جدايي ناپذير و مهم در رودخانه ها و مهندسي هيدروليك هستند. ساختار جريان در آنها تاثيرات زيادي بر روي نتايج اندازه گيري، انتقال رسوب و پخش آلودگي در تقاطع دارند. پديده هاي محلي هيدروليكي در نزديكي تقاطع كانال ها، به سبب تاثير در شرايط جريان كانالهاي بالادست از لحاظ طراحي اهميت زيادي دارند. سطح آزاد، توزيع سرعت و تنش برشي در آنها بطور طبيعي سه بعدي مي باشد. توزيع كميت هاي ديگر از قبيل پخش و ضرائب پراكنش و همه فرايندهاي انتقال سه بعدي هستند. در اين پژوهش جريان در يك تقاطع بوسيله نرم افزار ديناميك سيالات محاسباتي سه بعدي، و بر اساس مدل آشفتگي تنش هاي رينولدز RSM مدلسازي شده است و اثرات دبي نسبي( نسبت دبي بالادست به پايين دست) بر روي ميدان هاي سرعت بالادست تقاطع و ناحيه جريان برگشتي بطور تفصيلي بررسي شده است. روابط همبستگي طول و عرض اختلاط براي يك تقاطع با زاويه انشعاب 30 درجه ارائه شده است. . نتايج عددي با داده هاي آزمايشگاهي مقايسه و تطابق بالايي را نشان داده اند. اهداف اصلي اين مقاله عبارتند از 1) توصيف الگوي جريان در تقاطع هاي كانال باز، 2) بررسي اثرات پارامترهاي هيدروليكي روي ميدان سرعت و عمق جريان، و 3) مطالعه اثر پارامترهاي هيدروليكي روي ناحيه - جداشده در تقاطع ها.