علل عملکرد متفاوت مدل های آشفتگی در شبیه سازی جریان خروجی از قطره چکان ها

قطره­چکان وسیله­ای برای کاهش فشار و خروج آب با مقدار ثابت از درون مجاری باریک و طولانی مسیر (که آب تحت فشار درون آن­ها جاری است) می­باشد. از این رو مهمترین بخش سیستم آبیاری قطره­ای محسوب می­شود. از طرفی دیگر، تولید قطره­چکان مناسب زمان­بر و پرهزینه می­باشد. استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) می­تواند ابزار مفیدی برای کاهش هزینه و زمان ساخت قطره­چکان­ها محسوب گردد. با این هدف، در مطالعه حاضر سه نوع قطره­چکان با هندسه مجاری متفاوت انتخاب و ابعاد مجاری آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی(SEM) اندازه­گیری گردید. میزان دبی خروجی قطره­چکان­ها با استفاده از مدل جریان آرام و ۴ مدل آشفتگی (k- ε استاندارد، k-ω استاندارد، K-ε  RNG و Realizable K-ε) شبیه­سازی شد و با نتایج حاصل از آزمایشگاه مقایسه گردید. نتایج نشان داد که به طور کلی تطابق خوبی بین نتایج آزمایشگاهی و نتایج حاصل از مدل­های مختلف آشفتگی و آرام وجود دارد، اما در بین مدل­های مورد بررسی، k-ω استاندارد و k-ε استاندارد به ترتیب بهترین و بدترین نتایج را در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی ارائه نمودند به طوری که میانگین NRMSE سه قطره­چکان، برای دو مدل k- ε استاندارد و k-ω استاندارد، به ترتیب ۵۷/۷ و ۵۶/۳ درصد تعیین گردید. همچنین با توجه به پایین بودن اعداد رینولدز، مدل آرام نیز نتایج خوبی ارائه داد.

Keywords:

هیدرو لیک محاسباتی , قطره چکان , مدل.آشفته , آرام