مطالعه عددی رفتار تراورس کوهان‏دار در طوفان شن با مدل سازی جریان دوفازی گاز- جامد

هر ساله طوفان شن مشکلات متعددی را در بیابان بوجود می آورد، لذا بایستی راه حل کامل و مناسبی برای این مساله ارائه شود. تراورس کوهاندار یکی از راه های جلوگیری از نشست شن در بستر خط می باشد. مدل سازی طوفان شن و تعیین نشست شن در میان ریل ها و روی خط راه آهن به صورت سه بعدی در این مقاله بررسی شده است. خط راه آهن متشکل از 4ردیف تراورس کوهاندار همراه ریل مدل سازی شده است. جریان ورودی بصورت دو فازی هوا-شن بصورت گاز-جامد به صورت همگن به روش اویلری با نرم افزار STAR-CCM+ ایجاد شده و در هر شبیه سازی به نوبت از سه قطر 125و250و500میکرومتر بر مبنای توزیع ذرات شن در بیابان های ایران استفاده شده است. عملکرد تراورس کوهان دار در مقابل پارامتر های غلظت طوفان، شدت طوفان و ماهیت ناحیه کویری طوفان مورد ارزیابی قرار می گیرد. در ادامه افزایش ارتفاع کوهان در این مدل تراورس مورد توجه قرار گرفته و شبیه سازی جریان با سه ارتفاع کوهان15،10و20سانتی متر انجام گرفته است. نتایج شبیه سازی در این مقاله نشان می دهد که هرچه قطر ذرات بزرگتر باشد، ذرات مسافت کمتری را معلق هستند و کسرحجمی شن باقی مانده در پشت کوهان ها بیشتر شده و خطر انسداد خطوط بالاتر می رود، لذا در مناطقی که قطر ذرات شن بزرگتر است، احتمال انسداد خطوط راه آهن بیشتر می باشد. همچنین این مطالعه نشان می دهد که استفاده از تراورس کوهاندار می تواند در طوفان های با سرعت بالاتر از m/s 20 کارآمد باشد و در مقادیر زیر این محدوده، تجمیع شن کماکان در روی خط وجود خواهد داشت.