به کارگیری دینامیک سیالات محاسباتی در مدلسازی سلول های جریان ثانویه در کانال ذوزنقه ای

جریان عبوری از کانال ها دارای سه مؤلفه ی سرعت، یک مؤلفه در جهت جریان و دو مؤلفه در جهت عرضی کانال است. در اثرناهمگنی نوسانات سرعت، یک سری گردابه های چرخشی در مقطع کانال ایجاد می گردند که سلول های جریان ثانویه نامیده می شوند. اینسلول ها سبب ایجاد تنش برشی عرضی در جداره های کانال می شوند و در نتیجه بحث فرسایش و آبشستگی جداره های کانال را مطرحمی کنند. ناهمگنی آشفتگی به علت شرایط مرزی بستر، دیواره ی جانبی و سطح آزاد، نسبت ابعادی کانال و هندسه ی کانال به وجود می آید.مکانیزم ایجاد جریان های ثانویه را می توان به کمک معادله ی چرخش طولی بیان نمود. در این تحقیق با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی(DFD) و نرم افزار ANSYS CFX، جریان در کانال های ذوزنقه ای مدلسازی خواهد شد و علاوه بر بررسی عملکرد CFD در مدلسازی سلول های جریان ثانویه، توزیع سرعت عمق میانگین و تنش برشی مرزی در کانال مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در این راستا برایارزیابی مدل ساخته شده از مدل آزمایشگاهی تومیناگا و همکاران و مدل تحلیلی شینو و نایت بهره گرفته شده است. با صحت سنجی مدلعددی ساخته شده براساس نتایج آزمایشگاهی توافق خوبی مشاهده گردید. نتایج حاکی از عملکرد به تر مدل آشفتگی تنش برشی رینولدز SSGدر مدل سازی سلول های جریان بود. سطح همگرایی (4-)10 به دلیل پایداری نتایج در آن به عنوان سطح همگرایی بهینه انتخاب شد.

Keywords:

کانال ذوزنقه ای , سلول های جریان ثانویه , دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) , سرعت عمق میانگین , توزیع تنش برشی مرزی