شبیه سازی عددی جریان اطراف آبشکن در کانال رو باز با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

در این مطالعه، به بررسی رفتار جریان پیرامون آبشکن عمود بر جریان در یک کانال رو باز با استفاده از شبیه سازی به کمک روش های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و حل بر پایه روش حجم محدود و معادلات حرکت رینولدز به همراه شرط مرزی سطح آزاد به صورت دوبعدی پرداخته شده است. شرایط مرزی در نظر گرفته شده علاوه بر شرط مرزی سطح آزاد شامل ورودی سرعت، خروجی فشار صفر، دیواره های جامد برای آبشکن و کف کانال هستند. جهت ارزیابی، بهترین مدل های آشفتگی از جمله مدل استاندارد (k-ε) و k-ω SST مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. از یک شبکه بندی مناسب با دقت کافی برای گسسته سازی دامنه محاسباتی استفاده شده است. تحلیل نتایج شامل بخش های بررسی کانتورهای سرعت، نواحی تشکیل گرداب ها و بردارهای جریان در اطراف آبشکن می باشد. روند تحقیق شامل مدل سازی هندسی کانال و آبشکن، شبکه بندی، اعمال شرایط مرزی، انتخاب مدل آشفتگی و تحلیل و بررسی نتایج است. نتایج نشان می دهد تحت تاثیر مدل های آشفتگی مختلف، نواحی تشکیل گردابه در پشت آبشکن تغییر پیدا می کنند و می توان برای درک بهتر الگوی جریان های آشفته اطراف موانع هیدرولیکی و تحلیل عددی با دقت بالاتر و همچنین در طراحی بهینه آبشکن ها جهت کنترل فرسایش و رسوب گذاری مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

آبشکن ، جریان ، کانال رو باز ، شبیه سازی عددی ، دینامیک سیالات محاسباتی ، مدل آشفتگی