شبیه سازی سطح آزاد جریان ناشی از شکست سد و بررسی اثر مانع واقع در پایین دست کانال

در این پژوهش با استفاده از نرمافزار فلوئنت و روش دو فازی VOF به شبیه سازی پدیده شکست سد در یک کانال یکبعدی ایده آل با بستر خشک و مرطوب که نسبت عمق پایین دست به بالادست سد به ترتیب صفر، 0/1، 0/5 می باشدپرداخته شد در مرحله بعد با جایگذاری یک مانع در انتهای کانال و اعمال شرایط مرزی مختلف در انتهای کانال و تغییرارتفاع مانع به بررسی الگوی جریان خواهیم پرداخت. مدل آشفتگی مورد استفاده مدل K-E انتخاب گردید و حساسیتسنجی بین سه مدل k-E صورت گرفت.نتایج نشان میدهد که نرم افزار فلوئنت توانایی مدل کردن پروفیل سطح آب درهر سه حالت را داشته و مدل K-E Realizable از دقت بیشتری نسبت به دو مدل دیگر برخوردار است که علت این امرمی تواند حذف شدن پارامترهای تجربی و جایگزین شدن این پارامترها با مقادیر دقیق آنها باشد. همچنین پروفیل هایتنش برشی نشان می دهد که مقادیر آن با جابه جا شدن محل موج مثبت تغییر میکند و مقدار آن با گذشت زمان کمترخواهد شد. وجود مانع در انتهای کانال باعث افزایش ارتفاع آب و افزایش عدد فرود خواهد شد. عدد فرود با گذشت زمانکاهش می یابد. با تغییر شرایط مرزی انتهای کانال به شرط مرزی دیواره موج منفی حاصل از برخورد جریان با دیواره بهوجود می آید و به سمت بالادست حرکت می کند. با افزایش ارتفاع مانع جریان در دو سمت مانع از شرایط زیر بحرانی بهشرایط فوق بحرانی تبدیل شده و پدیده پرش هیدرولیکی اتفاق می افتد. پرش هیدرولیکی با گذشت زمان به پرشمستغرق تیدیل می گردد.

Keywords:

روش VOF , شکست سد , مدل آشفتگی , پروفیل سطح آب , پرش هیدرولیکی