شبیه سازی جریان چگال در حضور بستر با پله رو به عقب با استفاده از مدل شبیه سازی گردابه های بزرگ

جریان چگال به دلیل اختلاف چگالی بین دو سیال به وجود آمده و سیال سنگین تر در زیر سیال محیطی سبکتر تحت اثر گرانش، روی بستر شروع به حرکت می کند. عوامل مختلفی را می توان به عنوان منشاء این اختلاف چگالی بیان کرد. یکی از این عوامل وجود ذرات معلق در جریان است. در واقعیت، در یک حجم نمونه آزمایشگاهی از این ذرات، طیف وسیعی از قطرهای متفاوت ذرات موجود است. معمولا مرسوم است که در منحنی دانه بندی، قطر از ذرات را به عنوان قطر متوسط ذرات بیان کنند. این قطر نشان می دهد که ۵۰% ذرات از این قطر کمتر هستند. ذرات دارای سرعت سقوطی هستند که رابطه ی مستقیم با توان دوم قطر آنها دارد. استفاده از منحنی دانه بندی و حل تعداد زیادی معادله غلظت، بر اساس پروفیل توزیع ذرات، سبب تطابق نتایج عددی و آزمایشگاهی می شود که در این پژوهش از آن استفاده شده است. جریان چگال در طبیعت در مورفولوژیهای متفاوت جریان دارد. در این پژوهش اثر حضور پله رو به عقب، در بستر جریان به صورت عددی و با استفاده از مدل شبیه سازی گردابه های بزرگ (LES) بررسی شده است. نتایج حل عددی حاضر نشان داده است که پله رو به عقب، سبب اختلاط بسیار در پائین دست پله شده و از غلظت جریان در آن نقاط می کاهد.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی گردابه های بزرگ ، توربولانس ، جریان چگال ، منحنی دانه بندی ، پله رو به عقب