بررسی عددی فراسنجه های هیدرولیکی جریان غلیظ در اثر انحنای بدنه کانال

جریان های غلیظ گونه ای از جریان های ثقلی هستند که اختلاف کمی در دانسیته سیال محیطی دارند و همواره با درون آمیختگی با سیال محیطی همراه اند. در این تحقیق، سعی شده است که با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی به خصوصیات جریان غلیظ در انحنای کانال پرداخته شود. سه مدل با انحنای ۱۸۰ درجه و انحنای سینوسی محدود و سینوسی سیلاب دشتی شبیه سازی شده است. با تغییر عدد فرود، شیب و غلظت ورودی، جریان غلیظ مدل سازی برای تمامی مدل ها صورت گرفت. هدف از این مطالعه تاثیر انحنا بر خصوصیات هیدرولیکی جریان چگال است. نتایج بررسی ها نشان داد مدل آشفتگی بهینه برای تمامی مدل ها، مدل k-ε از نوع RNG است. افزایش شیب کف کانال از ۲/۰ درصد به ۲درصد موجب کاهش ضخامت جریان گل آلود در طول کانال می شود، که در نتیجه آن سرعت جریان افزایش نشان می دهد. با افزایش عدد فرود ورودی از ۲۲/۱ به ۸ ، در مدل با انحنای ۱۸۰ درجه به ترتیب الگوی پروفیل غلظت نسبت به مدل های سینوسی محدود وسیلاب دشتی به میزان ۱۹درصد و ۳/۲۱درصد کاهش می یابد، داده های ریچاردسون و شدت اختلاط در مدل با انحنای ۱۸۰ درجه نسبت به مدل آزمایشگاهی ۱۰درصد افزایش یافتند. با بررسی کلی هر سه مدل عدد ریچاردسون نسبت به شدت اختلاط، ارتباط معناداری با ضریب ۷۱/۰ نشان داده است. همچنین با افزایش شدت اختلاط و غلظت جریان، اعداد رینولدز بیشتر و جریان آشفته تر می شود و عدد ریچاردسون کاهش یابد.

کلیدواژه ها:

جریان غلیظ ، دینامیک سیالات محاسباتی ، مدل k-&epsilon ، از نوع RNG ، شدت اختلاط ، عدد ریچاردسون