بررسی اثرات هیدرودینامیکی سطح آزاد و بستر آب بر جریان حول یک هندسه مستطیلی غوطه ور به روش حجم سیال

در این پژوهش، رفتار هیدرودینامیکی جریان حول یک هندسه مستطیلی غوطه­ور در نزدیکی بستر و سطح آزاد آب مورد بررسی قرار گرفته است. این تحلیل، به کمک نرم افزار فلوئنت و با استفاده از روش چند فازی حجم سیال (VOFVOF ) انجام گرفته و برای شبیه سازی آشفتگی از مدل استاندارد k- ɛ استفاده شده است. پس از بررسی استقلال حل از فضای محاسباتی و نیز تعداد شبکه، در ابتدا اثرات تغییر عمق هندسه­ی غوطه ­ور در آب از سطح آزاد و نیز تغییر سرعت جریان سیال بر شکل موج سطح آزاد و ضرایب هیدرودینامیکی بررسی شده و ادامه، اثرات نزدیک کردن این هندسه به کف مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج پژوهش حاضر نشان می­دهد با دور شدن صفحه مستطیلی غوطه­ور از سطح آزاد (افزایش عمق) در یک سرعت مشخص آب، ضریب پسا و برآی منفی افزایش و در مقابل، با افزایش سرعت سیال در یک عمق مشخص از سطح، عملکرد هیدرودینامیکی سیستم افزایش می­یابد. همچنین با نزدیک شدن هندسه به بستر (کف) آب عملکرد هیدرودینامیکی بهبود یافته در حالی که در ضریب پسا تغییر قابل توجهی ایجاد نمی­شود. به علاوه، در یک عمق مشخص از کف، با افزایش سرعت سیال عملکرد هیدرودینامیکی به صورت قابل ملاحظه­ای افزایش می­یابد.

Keywords:

Immersed rectangular geometry , free surface effect , ground effect , VOF , هندسه مستطیلی غوطه ور , اثر سطح آزاد , اثر کف , روش حجم سیال