بررسی میدان جریان بر روی سرریز پلکانی با استفاده از مدل عددی

یکی از بارزترین ویژگی های سرریزهای پلکانی، استهلاک انرژی جریان در طول سرریز در اثر انتقال به پایین دست می باشد. سرریزهای پلکانی از طریق ایجاد سطح مقاومتی و زبری پله ها در برابر جریان عبوری از خود، باعث استهلاک انرژی می شوند. تاکنون بیشتر تحقیقات انجام شده بر روی سرریزهای پلکانی با استفاده مدل های آزمایشگاهی و فیزیکی بوده است. این در حالی است که استفاده از مدل های آزمایشگاهی و فیزیکی پرهزینه بوده و در برخی موارد دارای محدودیت هایی مانند فضای مورد نیاز و حجم بالای آزمایش ها می باشد. این امر ایجاب می نماید تا استفاده از مدل های ریاضی و عددی مورد توجه قرار گیرد. هدف از این تحقیق شبیه سازی عددی جریان بر روی سرریزهای پلکانی با استفاده از نرم افزار Flow-۳D است. در این تحقیق، برای شبیه سازی مشخصه های آشفتگی جریان از مدل های دو معادله ای استفاده شده است. برای انتخاب مناسب ترین مدل اغتشاشی جهت شبیه سازی سرریز پلکانی، سه مدلk − ε ، RNG و k − ω باهم مقایسه شده و پس از بررسی نتایج آن ها، مدل آشفتگی RNG به عنوان گزینه مناسب انتخاب گردید. این مدل آشفتگی قابلیت بالاتری را نسبت به سایر مدل-های آشفتگی در شبیه سازی گردابه های بازچرخشی در گوشه پله های سرریز از خود نشان داد. با توجه به نتایج بدستآمده درمجموع میتوان عنوان کرد که مدل عددی Flow-۳Dبه دلیل دقت بالای نتایج بدست آمده نسبت به نتایج آزمایشگاهی و همچنین هزینه کم محاسباتی می تواند جایگزین مناسبی برای برخی از روش های آزمایشگاهی پرهزینه و زمانبر باشد.

کلیدواژه ها:

میدان جریان ، سرریز پلکانی ، مدل آزمایشگاهی ، مدل عددی ، Flow ۳D