مدل سازی عددی سلول های جریان ثانویه در کانال های ذوزنقه ای با زبری یکنواخت

کانال های روباز ذوزنقه ای یکی از رایج ترین و بهینه ترین مقاطع مورد استفاده در سیستمهای انتقال آب هستند و به همین دلیل بررسی شرایط جریان در آن ها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. از مهم ترین موضوعات بررسی جریان در کانال ها میتوان به اثر مؤلفه های عرضی سرعت روی جریان اشاره نمود که بارزترین این اثرات، ایجاد سلول های جریان ثانویه است. عوامل متعددی نظیر زبری جداره های کانال میتوانند بر نحوه ی شکل گیری این سلول ها مؤثر باشند. از آنجایی که بررسی آزمایشگاهی شرایط جریان در کانال ها هزینه های زمانی و مالی زیادی در برداشته و نیازمند دسترسی به آزمایشگاه های مجهز است، محققین به دنبال جایگزینی این بررسی ها با روش های ارزان تری نظیر دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) می باشند. در مطالعه ی حاضر با بهره گیری از دینامیک سیالات محاسباتی در قالب استفاده از نرم افزار محاسباتی ANSYS CFX شرایط جریان در کانال روباز ذوزنقه ای با جداره های زبر مدلسازی شده، تغییرات سلولهای جریان ثانویه و توزیع پارامترهای هیدرولیکی جریان نظیر سرعت عمق متوسط و تنش برشیمرزی تحت تاثیر افزایش یکنواخت در زبری جداره های کانال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از تغییر ابعاد و موقعیت قرارگیری سلول ها در اثر افزایش یکنواخت زبری است. همچنین این افزایش موجب کاهش سرعت متوسط عمقی و افزایش تنش برشی مرزی میگردد.

کلیدواژه ها:

سلول های جریان ثانویه ، دینامیک سیالات محاسباتی ، نرم افزار ANSYS CFX ، زبری یکنواخت ، ، توزیع سرعت متوسط عمقی ، توزیع تنش برشی مرزی