مدلسازی عددی پدیده پرش هیدرولیکی بر روی سطوح موجدار

یکی از راه های بهینه کردن مشخصه های هندسی پرش هیدرولیکی ایجاد سطح موجدار در محل پرش است بطوری که سطح موجدار با بوجود آوردن اختلاط شدید در جریان باعث افزایش تنش رینولدز و اصطکاک بستر میشود. در این حالت پرش هیدرولیکی برای تشکیل به عمق پایاب کمتری نیاز داشته و درنتیجه طول پرش به شکل معنیداری کاهش می یابد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار FLOW-3D و بکارگیری روش حجم سیال (VOF) در تحلیل جریان آزاد و مدلهای تلاطمی k-e و k- e RNG شبیه سازی عددی پرش هیدرولیکی بر روی سطح موجداری با ارتفاع زبری 13 میلی متر، فواصل بین زبری 68 میلیمتر، در اعداد فرود 3/5 تا 8/5 انجام شد و با نتایج حاصل از بررسیهای آزمایشگاهی توسط محققین مختلف مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج توانایی مدل k- e RNG را در تخمین عمق ثانویه، طول پرش و توزیع سرعت را به خوبی نشان میدهد . ضریب تنش برشی برآورد شده توسط مدل عددی به نتایج بدست آمده از بررسیهای آزمایشگاهی بسیار نزدیک بوده و به طور متوسط 8 برابر مقدار آن در پرش هیدرولیکی بر روی سطوح صاف برآورد شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، مدل آشفتگی RNG k-e در مقایسه با مدل k-e در مدلسازی پرش هیدرولیکی بر روی سطوح موجدار از دقت بالایی برخوردار است.

کلیدواژه ها:

پرش هیدرولیکی ، سطوح موجدار ، شبیه سازی عددی ، حجم محدود ، k- e RNG