مدل انرژی جنبشی در جریان های نخاله ای دومرحله ای

در این مقاله یک مدل عددی برای جریان های نخاله ای دو مرحله ای بر اساس تفسیر تصاویر فیزیکی حاصل از آزمایشات و تحقیقات صحرایی تهیه شده است. با بکارگیری مختصات متحرک، رابطه انرژی جنبشی برای ذرات شن در یک واحد از حجم جریان نخاله ای با توجه به انرژی پتانسیل ذرات، انرژی فاز مایع، تحلیل انرژی به علت برخورد و اصطکاک داخلی بین ذرات، انتشار و تفرق انرژی در حین برخورد ذرات، انرژی صرف شده برای نیروی اینرسی، تحلیل انرژی به علت اصطکاک با بستر زبر و تحلیل انرژی در بخش جلویی جریان نخاله ای تهیه شده است. نتایج مدل با نتایج اندازه گیری شده در آزمایشات جریان نخاله ای دو مرحله ای مقایسه و مشخص گردید که پروفیل-های محاسبه ای واندازه گیری شده سرعت با یک دیگر تطابق مناسبی داشتند. سرعت ذرات شن در قسمت سر جریان نخاله ای نسبت به ذرات موجود در دنباله جریان بسیار کم تر و پروفیل سرعت در بخش جلویی موج جریان نخاله ای غالبا خطی بوده درحالی که در بخش اصلی جریان شکل «s» معکوس را نشان داده است. دلیل اختلاف در پروفیل سرعت این است که شتاب ذرات شن در جریان اصلی با دریافت انرژی از نیروی ثقل و جریان مایع بیش تر بوده حال آن که شتاب ذرات شن در سر جریان با انتقال و تحلیل انرژی به علت برخورد با بستر کانال، کم تر بوده است.