مدل سازی عددی آبشستگی پایین دست سازه ترکیبی سرریز - دریچه با استفاده از نرم افزار Flow3D

با ترکیب سرریز و دریچه می توان دو مشکل عمده و اساسی رسوب گذاری در پشت سرریزها و تجمع رسوب و مواد زائد در پشت دریچه ها را رفع نمود. بعلاوه عمق آبشستگی در پایین دست سازه کاهش می یابد. در سازه ترکیبی سرریز - دریچه، شرایط هیدرولیکی جدیدی حاکم خواهد شد که با شرایط هیدرولیکی هرکدام از این دو سازه به تنهایی متفاوت است. بر اثر جریان ناشی از جت عبوری از رو و یا زیر سازه، امکان ایجاد حفره آبشستگی در پایین دست سازه ها وجود دارد که ممکن است پایداری سازه را به خطر اندازد، بنابراین تعیین مشخصات حفره آبشستگی مورد توجه محققین هیدرولیک جریان قرار گرفته است. هدف اصلی از این تحقیق، ارزیابی مدل Flow3D در شبیه سازی آبشستگی در پایین دست سازه ترکیبی سرریز – دریچه است. همچنین برای شبیه سازی آبشستگی جریان از مدل های مختلف آشفتگی مانند RNGk-ɛ، k-ɛ و LES بهره گرفته شد. نرم افزارFlow3D یک نرم افزار قوی در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی است که برای حل مسائل با هندسه پیچیده مورد استفاده قرار میگیرد. در این تحقیق، جهت شبیه سازی پروفیل سطح آب از روش حجم سیال (VOF) و جهت شبیه سازی پارامترهای آشفتگی از مدل های مختلف آشفتگی استفاده شد. همچنین برای ارزیابی دقت مدل از نتایج آزمایشگاهی استفاده شد. نتایج نشان می دهد که از بین مدل های آشفتگی، مدل آشفتگی LES جهت شبیه سازی خصوصیات آشفتگی جریان مناسب تر است. همچنین مدل Flow3D با دقت بالایی ( 96/0=2R و 0117/0= RMSE) میتواند جهت شبیه سازی آبشستگی پایین دست سازه و پروفیل سطح آب مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

جریان ترکیبی ، آبشستگی ، سرریز - دریچه ، مدلسازی عددی ، Flow3D