شبیه سازی عددی الگوی جریان سه بعدی در آبگیری از کانال مستقیم

در این پژوهش به وسیله یک مدل عددی سه­بعدی، فرآیند آبگیری از کانال مستقیم شبیه سازی شد. این مدل معادلات ناویر استوکس را در سه بعد به طور کامل و با روش حجم محدود حل نموده و از مدل  استاندارد برای حل معادلات آشفتگی استفاده می نماید. جهت شبیه سازی کانال اصلی و انحرافی تنها از یک بلوک محاسباتی به تغییر دادن تعداد سلول ها در جهت عرضی استفاده شده است. معادلات در شبکه منحنی الخط غیرمتعامد و جابجا نشده، منفصل شده اند. طرح انفصال توانی برای گسسته سازی پارامترهای مختلف معادلات و الگوریتم نیمه ضمنی جهت حل هم زمان میدان جریان و فشار به­کار گرفته شده است. مدل حاضر با شبیه سازی الگوی پیچیده جریان در فرآیند آبگیری از کانال مستقیم مورد ارزیابی و صحت سنجی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که مدل حاضر الگوی جریان را از منظر کیفی و نواحی جداشدگی و برگشتی به طور مناسبی شبیه سازی نموده است. همچنین خطای مدل سازی پروفیل های سرعت طولی در قیاس با داده های آزمایشگاهی در کانال اصلی به ترتیب در نواحی مجاور آبگیر و پایین دست آن در حدود ۳/۶ و ۹/۱۰ درصد و در کانال آبگیر و در خارج از محدوده افتادگی جریان در ابتدای آن به میزان ۵/۱۴درصد بوده است. این نتایج در مقایسه با نتایج مدل عددی مشابه توسط سایر محققین، بیانگر همخوانی قابل قبول بین نتایج به دست آمده از مدل حاضر با نتایج آزمایشگاهی بوده و نشان می دهد مدل حاضر قادر است بدون نیاز به برخی الزامات مربوط به روش های چندبلوکی، الگوی جریان در چنین جریان های پیچیده ای را با دقت قابل قبولی شبیه سازی نماید.

کلیدواژه ها:

Numerical simulation ، ۳D model ، lateral intake