شبیه سازی عددی هیدرولیک جریان در نزدیکی هواده سرریز سد گاوشان

در سرریز سدهای بلند، به دلیل سرعت بالای جریان هرگونه تغییر در هندسه کانال شوت سرریز موجب جداشدگی جریان از جداره کانال و کاهش موضعی فشار هیدرولیکی از فشار بخار آب گردیده و با بروز پدیده کاویتاسیون و تشکیل و اضمحلال حباب های بخارآب در نزدیکی بستر، خطر تخریب و خوردگی سطح بتنی جدار را به دنبال خواهد داشت. موثرترین راه حل موجود جهت مقابله با این خطر تعبیه سیستم هواده در بستر کانال شوت و تزریق هوا به داخل جریان می باشد. از آنجایی که مطالعه سیستم های هواده جریان با ساخت و انجام آزمایشات مدل های هیدرولیکی مستلزم صرف هزینه و وقت زیادی می باشد. امروزه با توسعه نرم افزارهای مختلف کامپیوتری و دانش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)استفاده از روش های عددی در مطالعه گسترده تر و دقیق جریان های دو فازی ، رواج بیشتری یافته است. درتحقیق حاضر جریان در نزدیکی سیستم هواده تعبیه شده در بستر سرریز آزاد سد گاوشان بالاخص بلاقاصله پایین دست رمپ هواده به صورت عددی شبیه سازی شده و از نرم افزار Fluent با فرض ورودی هوا ازطریق سیستم هواده استفاده شده است. در این مدل گسسته سازی معادلات میانگین رینولدزی ناویراستوکس (RANS) به روش حجم محدود بوده و جهت جداسازی سطح آزاد جریان از روش حجم سیال (VOF)و مدل توربولانسیK-ε استفاده گردیده است. فشار، سرعت جریان و دیگر مشخصه های هیدرولیکی مشخص شده و جهت صحت سنجی مدل، از نتایج آزمایشات مدل هیدرولیکی سیستم تخلیه سیلاب سدگاوشان استفاده شده است. نتایج حاصل از مدل عددی تطابق قابل قبولی با نتایج آزمایشگاهی در پیش بینی الگوی جریان دوفازی در پایین دست هواده را داراست.

Keywords:

سرریز بلند , سیستم هواده , کاویتاسیون , مدلسازی عددی , مشخصه های هیدرولیکی Fluent