مدلسازی پرش هیدرولیکی در کانالی با بستر مواج با استفاده از FLUENT

یکی از راهکارهای مؤثر برای استهلاک انرژی پائین دست سازه های هیدرولیکی نظیر سرریزها، تنداب ها و دریچه ها پرش هیدرولیکی می باشد. تاکنون مطالعات آزمایشگاهی زیادی در مورد پرش هیدرولیکی بر روی بسترهای صاف و اخیرا مطالعاتی برای کنترل پرش هیدرولیکی بر روی بسترهای زبر و موج دار انجام گرفته است. با این وجود مطالعات عددی مربوط به این پدیده دارای سابقه زیادی نیست. از طرفی نتایج مطالعات آزمایشگاهی بر روی بسترهای موج دار نشان می دهد که این نوع بسترها می توانند در استهلاک انرژی و کاهش هزینه های حوضچه آرامش بنحو قابل توجهی مؤثر باشند. در این مقاله بمنظور شبیه سازی پرش هیدرولیکی بر روی بستر موج دار، ابتدا صحت سنجی نرم افزار در شبیه سازی پرش هیدرولیکی در کانال مستطیلی با بستر صاف انجام گرفت. در این مرحله از مدل های آشفتگی RNG k-ε و k-ε استاندارد در ترکیب با روش حجم سیال، برای مدل سازی سطح آزاد و ایجاد جریان متلاطم دوفازی آب و هوا استفاده شد و نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید. سپس مدل مربوط به پرش هیدرولیکی ایجاد شده بر روی بستر موج دار، شبیه سازی و نتایج حاصله با اندازه گیری های آزمایشگاهی مربوطه مقایسه شد. نتایج شبیه سازی عددی پروفیل سطح آب و توزیع عمقی سرعت به ترتیب با ٪۷ و ٪۱۱ خطا و طول پرش هیدرولیکی و ناحیه غلطان با ٪۵ و ٪۲ خطا با اندازه گیری های آزمایشگاهی مطابقت نشان داد.

کلیدواژه ها:

پرش هیدرولیکی ، مدل های آشفتگی ، روش VOF ، نرم افزار FLUENT