بررسی عملکرد مدلهای آشفتگی در شبیهسازی پرش هیدرولیکی با نرم افزار Ansys CFX (مطالعه موردی: حوضچه آرامش سد دوستی)

پرش هیدرولیکی یک نوع جریان متغیر سریع در کانالهای باز است که در آن، جریان از حالت فوق بحرانی به حالت زیر بحرانی تغییر می یابد. این تغییر با آشفتگی زیاد، ایجاد امواج، اختلاط هوا و استهلاک انرژی همراه است. امروزه قابلیتهای روزافزون مدلهای دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) در کنار سرعت بیشتر و هزینه کمتر در قیاس با مدلهای آزمایشگاهی باعث شده تا از آنها در مطالعه این پدیده مهم کمک فراوان گرفت. نرم افزار Ansys CFX یکی از قدرتمندترین نرم افزارها در این زمینه است. در این میان البته انتخاب مدل آشفتگی مناسب که بتواند مابین دقت خوب در شبیه سازی و هزینه محاسباتی تعادل برقرار کند از اهمیت به سزایی برخوردار است. برای این منظور در این پژوهش با شبیه سازی سه بعدی پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش سد دوستی به بررسی عملکرد مدلهای آشفتگی دومعادله ای k-e استاندارد، RNG k-ε و k-w پرداخته شده است. ارزیابی تغییرات تراز آب، فشار کف حوضچه و پروفیل سرعت حاصل از شبیه سازی با هرکدام از این سه مدل در قیاس با نتایج مدل آزمایشگاهی حوضچه مزبور نشاندهنده این است که مدلهای k- استاندارد و RNG k-ε از دقت بهتری در شبیه سازی این پدیده برخوردار هستند.

Keywords:

شبیه سازی , پرش هیدرولیکی , حوضچه آرامش , مدلهای آشفتگی , Ansys CFX