مدل سازی عددی بررسی تاثیر وجود یا عدم وجود سطح آزاد بر جریان اطراف پایه استوانه ای

پایه های پل و جریان اطراف آن ها به دلیل اهمیت فراوانشان در سازه های هیدرولیکی همواره توجه ویژه بوده اند. درمطالعه حاضر با استفاده از مدلسازی عددی با استفاده از مدل آشفتگی RNG به بررسی جریان های آشفته در اطراف پایه استوانه ای پل با سطح آزاد (Free-surface) و بدون سطح آزاد (Rigid-lid) پرداخته می شود. هدف اصلی، مدلسازی عددی جریان در اعداد فرود زیر بحرانی ۱۰/۰، ۱۵/۰، ۲۰/۰، ۲۵/۰ و ۳۰/۰ در هر دو حالت سطح آزاد و بدون سطح آزاد است. با توجه به نتایج به دست آمده و مقایسه آن ها، در مدلسازی با عدد فرود ۲۵/۰ و ۳۰/۰ تغییرات دو حالت با و بدون سطح آزاد در مقایسه با یکدیگر نمایان تر است. تفاوت سرعت جریان رو به پایین در جلوی پایه به ازای عدد فرود ۳۰/۰ برای جریان با سطح آزاد در مقایسه با جریان بدون سطح آزاد ۱۰ درصد است. اختلاف مقدار حداکثر سرعت در صفحه افقی در اطراف پایه در صفحه افقی به ازای عدد فرود ۳۰/۰ در دو مدلسازی ۲۰ درصد است. با افزایش عدد فرود جریان طول جدایش در بالادست جریان به مقدار جزئی افزایش می یابد. همچنین مقدار طول جدایش در پایین دست، برای دو مدلسازی با و بدون سطح آزاد در تمامی اعداد فرود با یکدیگر تفاوت دارد و مقدار آن برای اعداد مختلف فرود، حدود ۱۱ درصد است.

کلیدواژه ها:

جریان آشفته ، مدلسازی سه بعدی ، سطح آزاد ، سطح ثابت ، عدد فرود