بررسی پارامترهای آشفتگی در پرش هیدرولیکی با مقاطع مستطیلی واگرا با استفاده از مدل Fluent

حوضچه ­های آرامش با مقطع واگرا دارای عملکرد هیدرولیکی مناسب­تر و هزینه ساخت کمتر نسبت به حوضچه­ های کلاسیک می­باشند. در تحقیق حاضر با به­ کارگیری داده­ های آزمایشگاهی و به ازای هفت عدد فرود مختلف در محدوده 1/9-2/3، سه مدل از حوضچه ­های مذکور با هندسه ­های مختلف از نظر زاویه واگرایی و نوع دیواره، در حالت سه بعدی مورد شبیه سازی عددی قرار گرفت. برای تحلیل آشفتگی از مدل­های k-ε RNG و RSM و برای سطح آزاد جریان از مدل حجم سیال (VOF) در محیط نرم­افزار Fluent استفاده شد. دقت مدل­های آشفتگی مذکور در شبیه سازی سطح آزاد پرش مشابه یکدیگر و میانگین خطای محاسباتی آنها به ­ترتیب 4/7 و 7/5 درصد حاصل شد. اما در شبیه سازی پروفیل­های سرعت مدل RSM عملکرد بهتری را به همراه داشت، به­ طوری­ که میانگین خطای محاسباتی مدل­ های k-ε RNG و RSM به­ ترتیب 2/16 و 7/7 درصد بدست آمد. بر اساس نتایج مدل عددی وقوع جریان دوپایا در مقاطع واگرا به­ خوبی قابل مشاهده بود. همچنین با استفاده از مدل RSM توزیع قائم شدت آشفتگی، تنش­های رینولدز و انرژی جنبشی اغتشاش در مقاطع مختلف پرش مورد بررسی قرار گرفت.  

کلیدواژه ها:

پرش هیدرولیکی ، جریان دوپایا ، حوضچه آرامش ، مدل آشفتگی ، مقطع واگرا