شبیهسازی خصوصیات جریان چگال حاوی ذرات معلق ریزدانه دربرخورد با موانع مستغرق با در نظر گرفتن مدلهای مختلف آشفتگی

دبی عبوری از رود خانه ها وجریان آب سیلاب های فصلی مهمترین منبع تغذیه آب پشت سدهاهستنددر اغلب بازه های رود خانه طبییعی ،میزان رسوبات ورودی وخروجی در تعادل اند .سازه سد اینتعادل را به هم می زند ومخزنی ایجاد میکند که سرعت جریان را کاهش داده وموجب رسوب گذاریدرآن مخزن می گردد.رسوبات انباشته شده درمخزن سد علاوه بر کاهش ظرفیت ذخیره آن که باعثکمتر شدن عمر مفید سد می گردد،کیفیت آب را تحت تاثیر قرار می دهد. در این مخازن و دریاچه هاوقوع جریانهای چگال، امری طبیعی محسوب می شود. لازم به ذکر است که جریانهای چگال جزو دسته ای از جریانها میباشند که به دلیل وجود تفاوت جرم حجمی مابین دو سیال ویا تفاوت جرمحجمی مابین لایه های یک سیال ایجاد می گردند. در این پایان نامه بااستفاده از نرم افزار گمبیت جهت مش بندی مدل وبا استفاده ازیک مدلعددی نرمافزار دینامیک سیالات محاسباتی فلوئنت بهشبیه سازی خصوصیات جریانهای چگال در برخورد باموانع مستغرق حاوی ذرات معلق ریز دانه ، پرداخته شده است. لازم به ذکر می باشد که از نتایج آزمایشگاهی مطالعات مرتضی ماروسی وهمکارانبه منظور کالیبراسیون و اعتبارسنجی نتایج محاسباتی کمک گرفته شده است. نشان داده شد که مدل های کد عددی فلوئنت که بر اساسCFD پایه ریزی شده اند، می تواند نتایج واقعی و قابل اطمینانی بدهد و برای شبیه سازی این نوع از جریان ها کاملا مناسب می باشند. استفاده از مدل آشفتگی k -E ازنوع RNG و شبکه ای با ابعاد بهینه به خوبی می تواند خصوصیات جریان چگال را دربرخورد با موانع مستغرق ، شبیه سازی نماید. این مطلب در مورد پروفیلهای قائم سرعت و غلظت موضعی، ضخامت جریان چگال، وقوع پرش چگال، مقدار تله اندازی رسوب، مقدار ماکزیمم سرعت موضعی و ارتفاع متناظر با این سرعت و نیز مقدار سیال محیطی اختلاط یافته با جریان چگال صادق می باشد. ضمنا با افزایش شیب ،سرعت جریان بیشتر می شود و رسوبگذاری جریان با روند کندتری صورت می گیرد.مدت زمانیکه جزئی نیز در آنها بسیار پرهزینه و زمان بر می باشند. اجرا وساختمدل های عددی بسیار کم هزینه تر از مدل های فیزیکی می باشند و کاربرد آنها محدود به یک نمونه خاص نمی باشند.علاوه بر این در مدل های عددی قدرت مانور بر روی هندسه موضوع بسیار بالاست ومی توان گزینه مورد نظر با همان ابعاد واقعی خود شبیه سازی نمود. درنتیجه بااین مدل ها می توان تمام خصوصیات جریان را تواما بررسی نمود، اما نقطه ضعف بزرگ این مدل ها عدم منظور نمودن کلیهپارامترهای موثر در طبیعت است. امروزه با پیشرفت تکنیک های شبیه سازی رایانه ای و افزایش قدرت و کارائی کامپیوترهای شخصی تلاش در مدل سازی تعداد بیشتری از پارامترهای موثر شتاب گرفته است.از طرف دیگر، در مدل های عددی در هنگام پیاده کردن مرزهای محیط آماده نمودن معادلات حاکم برای حل توسط روش مورد استفاده در مدل و همچنین حل عددی معادلات بدست آمده امکان بروزخطا وجود دارد. هر یک از این خطاها با تمهیداتی قابل کاهش یافتن هستند، اما به هر حال این خطاها هرگز از بین نمی روند به همین علت بهتر است جوابهای بدست آمده از مدل با نتایج آزمایشگاهی، تحلیل و کنترل شوند تا نقاط ضعف و قوت مدل مشخص گردد