| بررسی آزمایشگاهی و عددی تأثیر آرایش آبشکن‌های شناور متوالی بر الگوی جریان و حرکت ماکروپلاستیک‌های شناور |
| کد مقاله : 1126-CONFIHA |
| نویسندگان |
|
فهیمه خواجوئی *1، سید علی ایوب زاده2، منوچهر حیدرپور3، سعید صالحی4 1دانشجودکتری سازه های آبی 2هیئت علمی گروه مهندسی مدیرت آب دانشگاه تربیت مدرس 3هیئت علمی گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه صنعتی اصفهان 4پسا دکتر گروه مهندسی عمران ، سازه های هیدرولیکی دانشگاه لیکهد آنتاریو کانادا |
| چکیده مقاله |
| انتقال ماکروپلاستیک‌های شناور از طریق رودخانه‌ها، یکی از چالش‌های مهم در مدیریت آلودگی اکوسیستم‌های آب شیرین است. در پژوهش حاضر، الگوی حرکت ماکروپلاستیک‌های شناور و تغییرات میدان جریان در سه آرایش هندسی از آبشکن‌های شناور متوالی، با استفاده از آزمایش‌های فیزیکی و مدل‌سازی عددی بررسی شد. آزمایش‌ها در یک فلوم مستطیلی شفاف به طول ۱۰ متر و عرض ۰٫۳ متر، با مقیاس هندسی مدل ۱:۲۴ انجام گرفت. در هر آزمایش، ۵۰ بطری پلاستیکی به‌عنوان نماینده ماکروپلاستیک‌های شناور در بالادست رهاسازی شدند و مسیر حرکت آن‌ها در شش گام زمانی ثبت و بررسی شد. آرایش‌های مورد مطالعه شامل زوایای استقرار (β=90/α=90)، (β=-45/α=45) و (β=-45/α=-45) بودند. همچنین، میدان جریان با استفاده از نرم‌افزار FLOW-3D، بر پایه معادلات ناویر–استوکس میانگین‌گیری‌شده رینولدز (RANS) و مدل آشفتگی (RNG kε)، شبیه‌سازی شد. مشاهدات آزمایشگاهی نشان داد که تغییر آرایش آبشکن‌ها بر مسیر حرکت و الگوی تجمع ذرات شناور تأثیر می‌گذارد؛ به‌طوری‌که در دو آرایش دارای زوایای غیریکسان، حرکت بخشی از ذرات به سمت نواحی کم‌سرعت پشت سازه‌ها و تجمع آن‌ها در این محدوده‌ها مشاهده شد. نتایج مدل‌سازی عددی نیز شکل‌گیری نواحی کم‌سرعت در پشت آبشکن‌ها را نشان داد. بر اساس نتایج گزارش‌شده، سرعت طولی در مجاورت پیشانی آبشکن‌ها حدود ۶۸ تا ۷۹ درصد سرعت بیشینه کانال بود. این یافته‌ها نشان می‌دهند که بررسی نواحی کم‌سرعت پشت آبشکن‌ها می‌تواند در تعیین محل بالقوه استقرار سرریز جانبی در مراحل بعدی طراحی مورد استفاده قرار گیرد. بااین‌حال، تعیین آرایش بهینه آبشکن‌ها و ارزیابی کمی راندمان تله‌اندازی ذرات و میزان دبی انحرافی، مستلزم آزمایش‌ها و اندازه‌گیری‌های تکمیلی است. |
| کلیدواژه ها |
| ماکروپلاستیک، آبشکن شناور، منطقه سکون، FLOW-3D، ردیابی تصویری. |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی |
