Hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile açık kanal akımında bitki örtüsünün akım özelliklerine etkisinin analizi

Bu çalışmada bitki örtüsünün, dikdörtgen bir açık kanal üzerindeki akım özelliklerine olan etkisi, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği analizi kullanılarak incelenmiştir. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) için ANSYS Fluent yazılımı kullanılmıştır. Akımın üç boyutlu, sıkışmayan, türbülanslı ve kararlı olduğu kabul edilmiştir. Sayısal çalışma literatürde yapılan deneysel bir çalışma ile doğrulanmıştır. Sayısal çalışmanın deney sonuçlarını başarılı bir şekilde tahmin ettiği gözlemlenmiştir. Sayısal çalışma ve ölçüm sonuçları arasındaki bağıl hata %10’un altında bulunmuştur. Yapılan sayısal çalışmalar sonucunda, bitki örtüsünün kanalın akım ve türbülans özelliklerini önemli ölçüde değiştirdiği gözlemlenmiştir. Bitki örtüsü olan bölgelerde, su yüzeyinde hızların çok düşük olduğu, yaprak örtüsünün altında kökler arasında ise hızların yüksek olduğu ve maksimum hızın 0,1177 m/s ile bu bölgede gerçekleştiği tespit edilmiştir. Ayrıca türbülans viskozitesinin serbest alanlarda fazla olduğu gözlemlenirken türbülans enerji kırılımının katı-sıvı temas bölgelerinde fazla olduğu görülmüştür. Bu çalışma, açık kanal akışının bitki örtüsüyle etkileşimini anlamak ve açık kanal sistemlerinin hidrolik açıdan performansını geliştirmek için önemli bilgiler sağlamaktadır.