مدلسازی عددی جریان بر روی آبگیر کفی مشبک

یکی از روش های رایج در شبیه سازی سازه های آبی استفاده از روش های عددی است. این روش ها که بیشتر مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) است، کاربر را قادر می سازد تا ضمن به کارگیری معادلات حاکم بر میدان جریان، جریان سیال در محیط را بررسی کند. مطالعات تجربی و آزمایشگاهی بسیاری در مورد این نوع سازه های آبگیر انجام پذیرفته است. ولی روش های عددی برای تحلیل و بررسی هیدرولیک کف مشبک بسیار به ندرت بکار گرفته شده است. از دلایل عمده این امر می توان به پیچیدگی جریان اعم از چند حالتی بودن جریان روی سازه، ایجاد جریان های گردابی و حالت آشفته ی جریان در حوضچه ی کف مشبک اشاره کرد. با این حال، با توجه به توانمندی های روش های عددی و همچنیننرم افزارهای پیشرفته می توان به بررسی حالت های پیچیده و متنوع اقدام نمود. در این تحقیق با استفاده از اطلاعات آزمایشگاهی مدل آبگیر کف مشبک بینا، به مدل سازی این سازه در نرم افزار Flow-3D پرداخته شده است. در این تحقیق مجموع 27 سری اجرا با شرایط هیدرولیکی مختلف که شامل تغییرات پارامترهای طول، شیب طولی و عدد فرود جریان در بالادست سازه کف مشبک بود، انجام گرفت. سپس صحت سنجی مدل عددی بررسی شده همچنین بهترین مدل انتقال آشفتگی (RNG) جهت مدل سازی عددی این نوع آبگیر با توجه به نتایج به دست آمده، تعیین شد. نتایج حاصل از پژوهش نشان دهنده عملکرد بسیار خوب و قابل قبول مدل عددی بوده و ضریب تعیین بین مشاهدات ازمایشگاهی و نتایج عددی حدود (R(2)=0/99) به دست آمد. در ادامه به مقایسه رابطه توزیع سرعت عمقی که در مدل آزمایشگاهی بدست آمده با نتایج بدست آمده از مدل عددی پرداخته شده است.

Keywords:

کف مشبک , مدل عددی , خط جریان , Flow-3D