مدلسازی آبشستگی پایین دست سازه هیدرولیکی با استفاده از نرم افزار Flow۳D

آشفتگی در پایین دست دریچه های کشویی یکی از مسائل مهم و تاثیرگذار در پایداری سازه های هیدرولیکی و کنترل جریان در سیستم های هیدرولیکی است. از جمله عوامل موثر بر این پدیده می توان به پارامترهایی نظیر دبی جریان، هد بالادست، و بازشدگی دریچه اشاره کرد. ما در تحقیق حاضر با استفاده از شبیه سازی های عددی در نرم افزار Flow۳D تلاش کرده ایم تا تاثیر این عوامل را بر عمق و گستردگی آشفتگی پایین دست دریچه کشویی موازی بررسی کنیم. همچنین، با واسنجی مدل های عددی بر اساس نتایج آزمایشگاهی، دقت و کارایی این نرم افزار در تحلیل پدیده آشفتگی ارزیابی شده است. برای واسنجی از دو مدل استفاده گردید. در مدل اول، آزمایشی در نظر گرفته شده که در آن پنج دریچه باز بوده و جریان با دبی ۸ لیتر بر ثانیه جریان دارد. میزان بازشدگی دریچه ها معادل ۱٫۲۵ سانتی متر و میزان بازشدگی دریچه ها ۲٫۶ سانتی متر است. همچنین هد بالادست ۲۶ سانتی متر می باشد. در مدل دوم نیز پنج دریچه باز در نظر گرفته شد که دبی جریان ۱۰ لیتر بر ثانیه، مقدار بازشدگی دریچه ها ۱٫۶۰ سانتی متر و میزان بازشدگی دریچه ها ۱٫۶۰ سانتی متر اعمال گردید. نتایج حاکی از این است که بیشترین میزان آشفتگی در دقایق اولیه رخ داده و با گذشت زمان، نرخ آشفتگی کاهش می یابد. این امر به دلیل کاهش انرژی جریان و توزیع مجدد ذرات رسوبی در بستر پایین دست سازه است. نتایج مدل سازی عددی نشان داد که شبیه سازی ها با دقت قابل قبولی به داده های آزمایشگاهی نزدیک هستند و خطای نسبی نتایج کمتر از ۳ درصد برآورد شد.

Keywords:

آشفتگی , پایداری سازه , دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) , عمق آشفتگی , مدلسازی ریاضی