بررسی تأثیر شکل هندسی موانع راه ماهی T شکل بر بهبود عملکرد آن (DOI فعال)

چکیده مقاله

احداث سازه‌های هیدرولیکی در مسیر رودخانه‌ها، بروز اختلال در روند طبیعی زندگی آبزیان و اکوسیستم منطقه را در پی‌ دارد. به‌منظور تسهیل راه ارتباطی بین پایین‌دست و بالادست سازه‌های هیدرولیکی متقاطع با رودخانه، مانند بندها و سدها، برطرف‌سازی عدم توانایی شنای ماهیان به بالادست و نیز تسهیل درحرکت آن‌ها به پائین‌دست ساخت سازه راه‌ماهی کاربرد فراوان دارد. انواع مختلف این نوع سازه‌ها باید طوری طراحی شوند که نوع ماهی مهاجر منطقه را جذب کنند و آن‌ها را به‌ طور ایمن عبور داده و از خروجی خارج نماید، بدون اینکه ماهی زخمی شود یا تأخیر غیرضروری برای ماهی بالغ تخم ریزنده به وجود آورد. از این‌رو در تحقیق حاضر به‌منظور تعیین شکل بهینه موانع مورد استفاده در مسیر راه‌ماهی T شکل، سازه مزبور با چهار نوع شکل از موانع به ‌صورت عددی و با بهره‌گیری از نرم‌افزار OpenFOAM و مدل آشفتگی K-ε شبیه‌سازی شد. صحت‌سنجی مدل عددی از طریق مقایسه با نتایج مدل آزمایشگاهی مرتبط صورت گرفت. یافته‌های مدل عددی حاکی از تطابق مناسب مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی دارد. از میان چهار پیکربندی مدنظر با لحاظ‌کردن فاکتورهای مختلف، پیکربندی D3 موانع T شکل، در جهات طولی و عرضی جریان، به‌ترتیب با دستیابی به 6/38% و 5/41% جریان‌های برگشتی، 9/85% و 3/92% جریان‌های با سرعت کمتر از 5/0 متر بر ثانیه، 6/51% و 8/17% مقادیر انرژی جنبشی آشفتگی کمتر از 02/0 متر مربع بر مجذور ثانیه و 1/72% و 3/19% درصد استهلاک انرژی بزرگتر از آستانه حدی، بهترین عملکرد را به خود اختصاص داد.