شبیه سازی عملکرد مستهلک کننده آب پایه تورسنگی با استفاده از نرم افزارFLOW ۳D و مقایسه آن با نتایج آزمایشگاهی

در پژوهش حاضر، اثر ساختار و احداث سازه های تورسنگی مستهلک کننده بر پارامترهای هیدرولیکی جریان در کانال باز با استفاده از مدل عددی به کمک کالیبراسیون مدل غیرخطی بررسی شده است. شبیه سازی عددی جریان با استفاده از نرم افزار FLOW ۳D و با کمک مدل آشفتگی RNG انجام شده است، بدین صورت سازه های تورسنگی با شرایط متفاوت هیدرولیکی و هندسی مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای مورد ارزیابی این پژوهش شامل دبی، عدد فرود، ارتفاع آب قبل و بعد آب پایه بودند که شبیه سازی برای ۲۰ مدل مختلف با لحاظ دو ارتفاع آب پایه ۵ و ۱۰ سانتی متری با فواصل قرارگیری از پنجه سرریز ۲۰ و ۱۷۰ سانتی متری و دبی های مختلف و همچنین اعمال دو نوع تخلخل انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که با افزایش ارتفاع آب پایه، طول پرش هیدرولیکی در طول کانال افزایش یافته و در نتیجه آن میزان استهلاک انرژی نیز افزایش می یابد. به طورکلی در صحت سنجی نمونه درصد خطای نسبی مدل فیزیکی آزمایشگاه در استهلاک انرژی کمتر از ۱۰ درصد و درصد خطای نسبی ناشی از پرش هیدرولیکی و دبی متوسط جریان کمتر از ۱۳/۳ درصد برداشت گردید. نتایج مقایسه مدل فیزیکی و عددی نشان داد که با افزایش دبی و عدد فرود خطای نسبی مدل عددی حدودا ۵/۱درصد افزایش می یابد، همچنین با افزایش ارتفاع آب پایه و فاصله تورسنگی از پنجه سرریز مقادیر استهلاک انرژی نسبی ناشی از آب پایه و پرش هیدرولیکی حدود ۲ درصد افزایش می یابد. به طورکلی تغییرات درصد خطای نسبی ارتفاع و فاصله آب پایه تورسنگی در نمونه آزمایشگاهی و شبیه سازی شده کمتر از ۵ درصد می باشد. نتایج نشان می دهد که این مدل در بررسی شرایط فیزیکی و هیدرولیکی حاکم بر جریان را با دقت بسیار مناسبی شبیه سازی می کند.

کلیدواژه ها:

استهلاک انرژی ، حجم متخلخل ، شبیه سازی عددی ، Flow۳D