مدل سازی عددی عملکرد دریچه نیم دایره ای دوار در کانال ذوزنقه ای با شرایط جریان آزاد

با توجه به کاربرد گسترده کانال های ذوزنقه ای در شبکه های انتقال و توزیع آب، هدف این پژوهش بررسی عملکرد هیدرولیکی دریچه نیم دایره ای دوار نصب شده در یک کانال ذوزنقه ای با استفاده از نرم افزار FLOW-۳D است. مدل سازی عددی بر اساس داده های آزمایشگاهی برای کانالی با سه شیب دیواره جانبی و سه طول تبدیل تدریجی در محل اتصال کانال به دریچه انجام شد. در این مطالعه، اثر زاویه بازشدگی دریچه، طول تبدیل تدریجی، شیب دیواره جانبی و دبی جریان بر پروفیل سطح آب، منحنی دبی–اشل و افت کل انرژی بررسی شد. مقایسه مدل های آشفتگی نشان داد که مدل RNG در مقایسه با مدل های LES و K-ε، با خطایی کمتر از ۱۰ درصد، دقت بیشتری در پیش بینی پروفیل سطح آب دارد. نتایج همچنین نشان داد که شیب دیواره جانبی مهم ترین پارامتر موثر بر رفتار هیدرولیکی جریان است و میزان تاثیر طول تبدیل تدریجی به شیب دیواره جانبی وابسته است؛ به گونه ای که در کانال هایی با شیب جانبی بیشتر، افزایش طول تبدیل تاثیر قابل توجهی بر پارامترهای هیدرولیکی ندارد. منحنی دبی–اشل نیز بیانگر تغییر رفتار هیدرولیکی جریان در محدوده زاویه بازشدگی ۶۰ تا ۶۵ درجه است. علاوه بر این، نتایج تحلیل آماری نشان داد که مدل عددی توانسته است منحنی دبی–اشل و افت کل انرژی را با دقتی بیش از ۹۰ درصد شبیه سازی کند.

کلیدواژه ها:

دریچه نیم دایره ای ، کانال ذوزنقه ای ، مدل آشفتگی ، منحنی دبی- اشل ، افت انرژی