مطالعه ساختار تلاطمی پرش هیدرولیکی در مقاطع مستطیلی واگرا با استفاده از نرم افزار FLUENT

آشفتگی جریان از مشخصه های مهم در پرش هیدرولیکی می باشد که برای مطالعه آن از روش های آزمایشگاهی و یا مدل های واسنجی شده عددی استفاده می گردد. در تحقیق حاضر پرش هیدرولیکی واگرا در حوضچه مستطیلی با بکارگیری مدل آشفتگی k-ɛ و استفاده از نرم افزار Fluent به صورت سه بعدی شبیه سازی شده و سپس تغییرات پارامترهای آشفتگی در آن مورد مطالعه قرار گرفت. مقایسه نتایج نشان داد که مدل عددی قادر بود گردابهای طولی ایجاد شده در نتیجه واگرایی دیواره ها را به خوبی شبیه سازی نماید. این گردابها در اعداد فرود بالا در یک سمت دیواره تشکیل شده و در اعداد فرود پایین تر در دو طرف دیواره های واگرا ایجاد می شوند و شدت تشکیل این گرداب ها با افزایش زاویه واگرایی دیوارها بیشتر می شود. مطالعه پارامترهای تلاطم نشان داد که با فاصله گرفتن از پرش به سمت پایین دست مقدار این پارامترها کاهش یافته و در انتهای پرش به مقدار ثابتی میل می کند. بررسی تأثیر واگرایی دیواره ها در توزیع پارامترهای تلاطم نشان داد که مقدار حداکثر این پارامترها در اعداد فرود بالا به سمت دیواره راست حوضچه که گردابها شکل گرفته اند، کشیده شده است و اختلاف مقادیر حداکثر در امتداد محور مرکزی کانال نسبت به مقدار واقعی در کل محدوده بیشتر می باشد. با کاهش عدد فرود، به دلیل تشکیل گردابها در قسمت میانی، حداکثر مقادیر پارامترها در قسمت میانی کانال رخ می دهد و اختلاف مقادیر حداکثر در طول محور مرکزی کانال و کل محدوده کمتر می شود و پرش متقارن تری تشکیل می گردد.

کلیدواژه ها:

پرش هیدرولیکی واگرا ، مدل آشفتگی k-ɛ ، پارامترهای تلاطم ، فلوئنت