مدل‌سازی عددی اثر تغییر هندسه سازه راه‌ماهی بر جریان عبوری از بازشدگی قائم آن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان

چکیده

سد‌ها بیشترین مشکل را در روند طبیعی زندگی آبزیان در رودخانه وارد می‌کنند. به منظور رفع این مشکل، سازه‌ای هیدرولیکی تحت عنوان راه‌ماهی تعبیه می‌شود که امکان جابه‌جایی ماهیان از پائین‏دست بندها به بالادست‌‌‌ و بالعکس را فراهم می‌کند. در پژوهش حاضر، ویژگی-های جریان عبوری از بازشدگی قائم راه‌ماهی با استفاده از مدل عددی Flow-3D شبیه‌سازی شده و نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی صحت‌سنجی گردیده است. نتایج بررسی نشان داد که مدل آشفتگی k-ε، دقت خوبی در مدل‌سازی عددی ماهی‌رو نسبت به دیگر مدل‌های آشفتگی را دارد. در ادامه، الگوی سرعت، حجم محدوده استراحت ماهیان و تلاطم جریان در راه‌ماهی تحلیل گردیده است تا بتوان عملکرد راهماهی را با هندسههای مختلف مورد ارزیابی قرار داد. در این رابطه، نسبت طول دیواره بزرگ به دیواره کوچک هر سلول، زاویه انتهایی دیواره و نسبت عرض خالص ورودی به عرض حوضچه به عنوان پارامترهای بی-بعد تأثیرگذار در عملکرد حوضچه بررسی شدند. نتایج نشان داد که با کاهش نسبت طول دیواره بزرگ به دیواره کوچک، مؤلفه طولی سرعت جریان به طور متوسط 11/25 درصد کاهش یافته است. با افزایش زاویه انتهایی دیواره بزرگ نسبت به دیواره حوضچه، حجم استراحت حدود 3% افزایش یافته است. با افزایش پارامتر زاویه انتهایی دیواره بزرگ، انرژی آشفتگی به طور متوسط 66/30 درصد افزایش یافته است. به‌طور کلی، نسبت طول دیواره بزرگ به دیواره کوچک تأثیر بیشتری در روند کاهش سرعت جریان برای عبور ماهیان از ماهی‌رو داشته و همچنین با افزایش زاویه انتهایی دیواره بزرگ نسبت به دیواره حوضچه، محیط استراحت ماهیان و انرژی آشفتگی افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical modeling of the effect of changing the geometry of fishway structure on the flow through its vertical slot

نویسندگان [English]

  • khosrow hosseini
  • Mohammad Shokrollahi
  • seyed Farhad Mousavi
Hydraulic structures department, Civil Engineering Faculty- Semnan university
چکیده [English]

Dams create most of the problems for the aquatic life of the rivers. In order to solve this problem, a hydraulic structure is provided as a fishway that allows translocation of fish from downstream to the upstream of dams and vice versa. In the present study, hydraulics of vertical slot is simulated, using Flow-3D. k-ε turbulence model had the most performance among different turbulence models. Next, the velocity pattern, volume of fish rest-area, and flow turbulence in the channel were analyzed in order to evaluate the performance of fishway with different geometries. In this regard, the influence of geometry on the performance of fishway is investigated. Results showed that by decreasing the ratio of length of the large wall to the small wall, longitudinal component of velocity was decreased by an average of 25.11%. By increasing the end of the large-wall angle with respect to the pool wall, volume of the rest area was increased by 3%. By increasing end of the large-wall angle with respect to the pool wall parameter, the turbulence energy was increased by an average of 30.66%. In general, the ratio of length of the large wall to the small wall has greater effect on reducing the flow velocity for the fish to cross the fishway and also by increas-ing the end of the large-wall angle with respect to the pool wall, the rest area of the fish and turbulence energy has in-creased. turbulence energy has increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fishway
  • Velocity profile
  • Turbulence
  • Rest area
  • Flow-3D
CAPTCHA Image