شبیه سازی عددی جریان در نواحی مرده مستطیلی کانال آبیاری با استفاده از مدل STAR-CCM+

اهمیت مطالعه ناحیه مرده کناری از آنجا مشخص می شود که هنوز تاثیر آن بر مشخصات آشفتگی جریان به طور کامل شناخته شده نیست. تعداد این نواحی، نحوه قرار گرفتنشان نسبت به هم و نیز ابعاد هریک به تنهایی می تواند تاثیر متفاوتی بر الگوی جریان داشته باشد. در پژوهش حاضر تلاش شد تا کارایی نرم افزارSTAR-CCM+ در مدل سازی جریان در حضور مجموعه ای از نواحی مرده به صورت سه بعدی بررسی شود. به همین منظور از نتایج مدل آزمایشگاهی موجود استفاده گردید. واسنجی STAR-CCM+ برای تعیین بهترین نوع مدل آشفتگی انجام گرفت و سپس برای صحت سنجی از سرعت لحظه ای اندازه گیری شده در جهت عرض کانال، استفاده شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که شتاب گرفتن جریان در کانال اصلی باعث جدایی بیشتر جریان و افزایش گرادیان سرعت در نزدیکی گوشه های بالادست ناحیه مرده می شود. سرعت متوسط جریان با ورود به نواحی مرده کمتر خواهد شد و ناحیه کم سرعت به صورت ناحیه ای چرخشی ظاهر می شود. بررسی الگوهای جریان در شبیه-سازی گردابه های ایجاد شده ناشی از این سازه ها نشان می دهد که مدل دو ناحیه ای RANS کارایی بیشتری نسبت به مدل تک ناحیه ای RANS می تواند داشته باشد. اما در مجموع مدل LES بیشترین کارایی را در شبیه سازی جریان از خود نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

الگوی جریان ، شدت تلاطم ، مدل تلاطمی ، مدل دو ناحیه ای