شبیه سازی عددی جریان در حوضچه آرامشUSBR II با دیواره های همگرا و پله های انتهایی

حوضچه های‎ ‎آرامش‎ ‎از‎ ‎مهمترین‎ ‎سازه های‎ ‎مستهلک‎ ‎کننده‎ ‎انرژی‎ ‎می باشند بطوریکه تغییر شکل حوضچه آرامش می-تواند باعث عملکرد‎ ‎هیدرولیکی‎ ‎بهتر آنها شود. در این مطالعه، با پلکانی کردن انتهای حوضچه آرامشUSBR II مدل سد نازلوچای و همگرا نمودن دیواره های حوضچه، پارامترهای فشار، پروفیل سطح آب، راندمان پرش هیدرولیکی و استهلاک انرژی جنبشی بررسی شد. برای این منظور در نرم‎ افزارFlow-۳D‎ با استفاده از روشVOF و مدل آشفتگیRNG ، جریان در حوضچه آرامش همگرا با زوایای همگرایی۵، ۵/۷ ،۱۰ و۵/۱۲ درجه برای دبی ۸۳۰ متر مکعب بر ثانیه شبیه سازی گردید. جهت صحت سنجی مدل عددی، از مقادیر آزمایشگاهی فشار استفاده شد. نتایج مدل سازی نشان داد که پلکانی کردن انتهای حوضچه و همگرایی دیواره ها باعث افزایش عمق پایاب و مانع خروج پرش از حوضچه آرامش می گردد. همچنین، همگرا کردن دیواره های حوضچه تاثیر مثبتی بر راندمان دارد. همگرا کردن دیواره ها باعث مستغرق شدن پرش هیدرولیکی می شود، درحالیکه پرش در حوضچه آرامش با دیواره های موازی بصورت آزاد می باشد. بهترین زاویه همگرایی از نظر عملکرد، حوضچه با زاویه همگرایی ۵ درجه می باشد که راندمان به میزان ۱۳۶ درصد نسبت به حوضچه با دیواره های موازی افزایش می یابد. مقایسه نتایج استهلاک انرژی برای مقاطع مختلف حوضچه در اعماق متفاوت نشان داد که حداکثر استهلاک انرژی در اعماقی بین۳۰-۲۰ درصد عمق جریان رخ می دهد که در نظر گرفتن این نکته، باعث طراحی سازه ای بهتر حوضچه آرامش می شود.

Keywords:

استهلاک انرژی جنبشی , راندمان پرش هیدرولیکی , زوایای همگرایی , حوضچه آرامش همگرا , مدل سازی عددی