کاربرد مدلهای آشفتگی در شبیهسازی سه بعدی جریان در پرتابه جامی شکل سدها

مستهلک کننده های انرژی، سازههایی هستند که در انتهای سرریزها و مجاری تحتانی سدها به منظور استهلاک انرژی جریان ساخته می شوند پرتابکننده جامی شکل، از جمله سازههای استهلاک انرژی است که معمولاً در سدهای بلند و در مواردی که سرعت جریان بیش از 15 تا 20 متر بر ثانیه باشد مورد استفاده قرار میگیرد. از آن جا که جریان در پرتابکننده جامی در عمل، به شدت آشفته ، غیر دائمی و سه بعدی می باشد، بنابراین در این پژوهش، با در نظر گرفتن هندسه های متفاوت جام (باکت)، شامل مقادیر مختلف شعاع انحناء، زاویه انحراف جریان و ارتفاع جام و نیز اعمال شرایط مختلف جریان نظیر مقادیر مختلف عمق، سرعت و عدد فرود ورودی، شبیه سازی عددی جریان آشفته با استفاده از مدل FLUENT که یکی از نرمافزارهای توانمند در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی CFD میباشد صورت گرفته است. این مدل عددی برای حل جریان آشفته از انواع مدل های مختلف مدلهای آشفتگی، اعم از مدل های یک معادله ای ، دو معادله ای، مدل تنش رینولدزی و مدل شبیه سازی گردابه های بزرگ، استفاده مینماید. در این تحقیق با شبیهسازی جریان آشفته در جام و محاسبه حداکثر هد فشار دینامیک ی، مشاهده گردید که مدل آشفتگی (فرمول در متن اصلی مقاله) استاندارد بیشترین انطباق را با نتایج حاصل از مدل آزمایشگاهی نشان می دهد. بر این اساس، محل وقوع حداکثر فشار، به هندسه پرتابکننده جامی بستگی دارد و مقدار آن نیز وابسته به عدد فرود جریان ورودی، عمق جریان، زاویه انحراف جریان در جام و همچنین شعاع جام بوده و تقریباً در قسمت میانیِ گودیِ جام رخ میدهد.

Keywords:

مدلهای آشفتگی , پرتابه جامی , سد , استهلاک انرژی , مدل FLUENT