بررسی عددی تاثیر پارامترهای هندسی بر خصوصیات جریان در شیب شکن گردابه ‎ای مماسی

در این مقاله با استفاده از مدلسازی عددی، هیدرودینامیک جریان در سازه شیب‎شکن گردابه‎ای با ورودی مماسی و در ابعاد واقعی مطالعه شده است. به عنوان مطالعه موردی یکی از سازه‎های شیب‎شکن گردابه‎ای در شبکه جمع‎آوری آب‎های سطحی شهر تهران، پیش از ساخت و در مرحله طراحی، انتخاب و توسط مدل عددی فلوتری‎دی مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این راستا براساس آخرین روش‎های طراحی موجود چندین سازه مختلف طراحی و عملکرد هر یک جداگانه ارزیابی و در نهایت عملکرد سازه نهایی با استفاده از مدل عددی شبیه‎سازی و تحلیل شده است. نتایج شبیه ‎سازی جریان در سازه نهایی در چندین بخش مورد ارزیابی قرار گرفت. در ورودی مماسی با انتخاب هندسه مناسب، جریان به صورت پایدار و بدون پرش هیدرولیکی و پس زدگی وارد لوله قائم می‎شود. جریان در لوله قائم به صورت مارپیچی و چسبیده به دیواره و با تشکیل هسته هوا با نسبت مساحت هسته هوا به مساحت لوله قائم ۰.۴۹ به پایین دست منتقل می‎شود. راندمان تلفات انرژی در ورودی (۱۵-۹%)، در لوله قائم در حدود (۴۰-۲۳%) و در محفظه مستهلک کننده انرژی در حدود (۷۱-۷۰%) بدست آمده است. همچنین میزان عمق لازم برای ایجاد بالشتک آب در محفظه مستهلک کننده انرژی برابر با ۰.۶D متر محاسبه گردید. در مجموع نتایج حاصل از شبیه‎سازی‎ها حاکی از آن است که استفاده از روش‎های موجود طراحی لزوما منجر به عملکرد بهینه هیدرولیکی در سازه نمی‎شود. لذا بازنگری در روش‎های طراحی موجود و یا شبیه سازی جریان در سازه طراحی شده و یا ساخت مدل آزمایشگاهی پیش از نهایی نمودن طرح مورد تاکید می‎باشد.

کلیدواژه ها:

Drop ، Vortex Drop ، Tangential Intake ، Free Surface Flow ، Flow-۳D ، Numerical Simulation ، شیب‎شکن ، شیب‎شکن گردابه‎ای ، ورودی مماسی ، جریان سطح آزاد ، Flow-۳D ، مدلسازی عددی